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Constructing a Multi-CeNtEnnial Mass balance recOrd of Swiss glaciers with multi-proxY tree-riNg sEries (MNEMOSYNE)

English title Constructing a Multi-CeNtEnnial Mass balance recOrd of Swiss glaciers with multi-proxY tree-riNg sEries (MNEMOSYNE)
Applicant Stoffel Markus
Number 190134
Funding scheme Spark
Research institution Institut des Sciences de l'Environnement Université de Genève
Institution of higher education University of Geneva - GE
Main discipline Hydrology, Limnology, Glaciology
Start/End 01.03.2020 - 28.02.2021
Approved amount 91'174.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Hydrology, Limnology, Glaciology
Geochronology

Keywords (6)

glacier mass balance; paleoclimatology; glacier wasting; climate change; environmental history; water resources

Lay Summary (French)

Lead
Les glaciers sont une composante majeure de la culture, du paysage et de l'environnement de la montagne. Au cours des dernières décennies, la fonte des glaciers est devenue un des emblèmes du réchauffement climatique. Une bonne compréhension des processus qui ont déterminé les variations des glaciers alpins dans le passé est une condition préalable pour une projection adéquate leur évolution au cours du 21e siècle. Les mesures du bilan de masse des glaciers constituent un élément clé de la surveillance des glaciers. Le bilan de masse d’un glacier, qu’il soit mesuré au niveau de piquets individuels ou extrapolé à toute la surface du glacier à partir de modèles, constitue la différence entre l’accumulation hivernale et l’ablation estivale ; il est généralement reconnu comme l’un des indicateurs les plus directs des variations du climat.
Lay summary

Glacier Monitoring Switzerland (GLAMOS) héberge l’intégralité des données de bilan de masse mesurées sur les glaciers suisses. Plusieurs séries, uniques à l’échelle mondiale, couvrent une grande partie du 20e siècle. Cependant, le caractère exceptionnel de ces enregistrements aucun ne remontent jusqu’à l'époque préindustrielle.

Les cernes d’arbres contiennent des informations sur les variations passées des températures et de précipitations sur des périodes de plusieurs siècles.  Ils peuvent donc potentiellement permettre de reconstituer les bilans de masse dans le passé. Dans ce contexte, l’objectif du projet MNEMOSYNE est d’utiliser les séries dendrochronologiques existantes (largeurs de cernes) et d’explorer le potentiel de nouveaux indicateurs (densité maximale du bois final, caractéristiques anatomiques des cellules, chronologies des isotopes d’oxygène et de carbone) afin de reconstituer les bilans de masse des glaciers de Silvretta et d’Aletsch aux cours des deux derniers millénaires, avec une résolution annuelle.

). Les reconstitutions du projet MNEMOSYNE serviront à mieux comprendre l’évolution des bilans de masse au cours de périodes-clés de l’ère commune (p.ex. optimum climatique médiéval, Petit âge glaciaire, réchauffement récent). Elles fourniront des données sans précédent sur la dynamique et les bilans de masse glaciaires au cours des siècles passés, contribuant ainsi à la compréhension des relations entre les glaciers et le climat avant l’ère industrielle.

Direct link to Lay Summary Last update: 18.11.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
WSL Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication

Abstract

Glaciers are a major component of mountain culture, landscape and environment, but have also become a key icon of global warming. An adequate understanding of processes that have determined glacier variations in the past is a prerequisite for an adequate forecasting of likely responses of Alpine glaciers to 21st century warming. As such, in-situ measurements of glacier mass balance constitute a key element in worldwide glacier monitoring. Mass balance of a glacier, whether measured at the level of individual stakes or extrapolated to the entire glacier surface, is the difference between winter accumulation and summer ablation, and generally acknowledged to be one of the most direct indicators of climate variations. Glacier Monitoring Switzerland hosts a complete compilation of measured and re-analyzed mass-balance data of Swiss glaciers, of which several are spanning much of the 20th century. Despite the uniqueness of these records at the global scale, data does not yet extend back to pre-20th century or even preindustrial times. Tree-ring records contain information on past temperature and precipitation variations over timescales of centuries, and thus likely have the potential to overcome this limitation and to extend point and glacier-wide mass balance series farther back in time. The aim of the MNEMOSYNE project therefore is to combine existing and new tree-ring proxies (i.e. tree-ring width, maximum latewood density, cell anatomical features, d18O and d13C isotope chronologies) to reconstruct multi-centennial, annually-resolved time series of stake and glacier-wide mass balance series for the Silvretta and Great Aletsch glaciers. More specifically, the project will attempt to reconstruct winter, summer and annual mass-balance (MB) fluctuations for the last centuries with annual resolution. The length of series will depend on the availability and suitability of tree-ring proxies as recorders of past winter, summer, and net MB. The reconstruction will be used to complement the current state-of-the-art of glacier history during key periods of the Common Era (Roman Optimum, Migration Era Pessimum, Medieval Warm Period, Little Age Age, recent warming). If successful, the reconstructions will yield unprecedented data of glacier MB and glacier dynamics over past centuries, and thereby contribute considerably to process understanding regarding glacier-climate relations prior to the industrial period.
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