About the relationship between rock glacier velocity and climate parameters in central Austria

Über den Zusammenhang zwischen Blockgletscherbewegung und Klimaparametern in Zentralösterreich. Aktive Blockgletscher sind gefrorene Schutt- und Eismassen, welche sich langsam talwärts bewegen. Sie können als Leitform des alpinen Permafrosts angesehen werden. Trotz der Tatsache, dass die Bewegung von Blockgletschern von lokalen Faktoren (wie innerer Aufbau, Hydrogeologie, Neigung, etc.) stark beeinflusst wird, sind es vor allem die klimatischen Bedingungen, welche die Geschwindigkeit und deren Veränderung über die Zeit bestimmen. Statistische Korrelationsanalysen zwischen klimatischen Parametern und Blockgletschergeschwindigkeit wurde bisher kaum versucht, da die physikalischen Prozesse, welche das Klima mit der Blockgletscherdynamik verbindet, komplex wirken und in verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen wirksam sind. In dieser Studie vergleichen
wir Bewegungsdaten von drei verschiedenen Blockgletschern in den Hohen Tauern, Zentralösterreich, sowohl untereinander als auch mit verschiedenen Klimaparametern. Grundlage hierfür sind jährliche geodätische Messungen (maximale Zeitspanne 1995-
2011) sowie er-gänzende luftgestützte photogrammetrische Messungen, wodurch insgesamt 57 Jahre berücksichtigt werden konnten.
Die hier verwendeten Zeitreihen sind eine der längsten im gesamten Alpenbogen. Des Weiteren wurden Bodenoberflächentemperaturdaten (maximal 10 Jahre Datenreihe) und Bodentemperaturdaten aus einem Meter Tiefe (maximal 5 Jahre) von den Blockglet-
schern, Lufttemperaturdaten von zwei Klimastationen in den Untersuchungsgebieten sowie Klimadaten von einem offiziellen meteorologischen Observatorium verwendet. Die Bewegungsraten der Blockgletscher waren zwischen Mitte der 1950er Jahre bis Mitte der
1990er Jahre geringer als in den Jahren danach. In den beiden Messjahren 2003-2004 oder 2010-2011 wurden die höchsten Bewegungsbeträge im Zeitraum 1954-2011 gemessen, wobei die Geschwindigkeiten 1,5 bis 3,2 mal höher lagen als in den Jahren mit
den geringsten Bewegungsbeträgen. Die Bewegungszeitreihen der drei Blockgletscher korrelieren signifikant positiv und können in die folgenden sechs Bewegungsphasen gegliedert werden: geringe Geschwindigkeiten Mitte der 1990er Jahre, Beschleunigung
gegen Ende der 1990er Jahre, geringere Beträge in 1999-2000, stetige Zunahme der Bewegung bis 2003-2004, anschließende stetige Abnahme bis 2007-2008 und letzten Endes stetige, relativ schnelle Bewegungszunahme bis 2011. Der Vergleich mit den Lufttemperaturen zeigt eine zeitliche Reaktionsverzögerung von einem oder mehreren Jahren durch Erwärmung bei der Bewegungszunahme, wohingegen die Blockgletscher bei einer Abkühlungsphase zeitlich etwas schneller reagieren was möglicher Weise mit der Verfügbarkeit von flüssigem Wasser im Blockgletscherkörper zusammenhängt. Die Korrelationsanalysen zwischen der Block-
gletscherbewegung und den 13 verschiedenen Klimaparametern zeigen komplexe Zusammenhänge auf und nur in wenigen Fällen (13 von 270) konnten statistisch signifikante Korrelationen errechnet werden. Zeitliche Verzögerungen der Blockgletscherbewegung
auf klimatische Veränderungen bedingt durch die thermale Diffusion durch den Blockgletscherkörper wurden dabei berücksichtigt.
Die Ergebnisse zeigen beispielsweise, dass ein vierfach milderer Winter gemessen an der Blockgletscheroberfläche eine 1,5 fache Geschwindigkeitszunahme bewirkt. Eine gleiche Geschwindigkeitszunahme bewirkt ein nur zweifach milderer Winter jedoch auf Basis von gemessenen Temperaturdaten in einem Meter Tiefe. Dies weist auch auf die wesentlichen Bodentemperaturunterschiede gemessen an der Oberfläche oder in einem Meter Tiefe hin. Die Stirne aller drei untersuchten Blockgletscher befinden sich nahe der Untergrenze des diskontinuierlichen Gebirgspermafrosts. Aus diesem Grund ist anzunehmen, dass möglicher Weise noch in diesem Jahrhundert ein Wendepunkt in der allgemeinen Geschwindigkeitszunahme (bedingt durch die Erwärmung des Permafrosts)
zu einer Geschwindigkeitsabnahme (bedingt durch Permafrostdegradation und folgender Zunahme der inneren Reibung) erreicht wird. Diese Hypothese ist auch für viele andere aktive Blockgletscher in Österreich plausibel