TIOGA-Ice 2010+

Tephra Influence On Glacier Ablation On Iceland since 2010

Team

Förderung

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG): KU 1476/5-1 & SCH 680/6-1

Bewilligungszeitraum

Juli 2014 - Juni 2017

Inhalt

Supraglaziale Partikel sind bekannt für ihren Einfluss auf die Massenbilanz von Gletschern. Dünne Schichten von abgelagerten Aerosolen reduzieren die Albedo, vergrößern die absorbierte Globalstrahlung und verstärken die Ablation. Dicke Schichten wirken eher isolierend. Korngröße und Chemismus der Partikel bestimmen dabei maßgeblich die Intensität dieser Einflüsse. Weitverbreitete, nicht isolierende Partikelschichten können entweder durch die Ablagerung von Ruß oder durch den Niederschlag vulkanischer Aschen hervorgerufen werden. Feinkörnige und dünne Schichten atmosphärischen Kohlenstoffs (AKS) sind dabei eher homogen verteilt. Vulkanische Aschen dagegen weisen eine hohe räumliche Variabilität der Ablagerungsmächtigkeit auf, was eine räumlich integrierte Bestimmung der resultierenden Einflüsse erschwert. Daher konzentrieren sich die meisten Studien auf die Ablagerung von AKS. Die Einflüsse von vulkanischem Ascheniederschlag sind hingegen kaum erforscht, auch wenn aktiver Vulkanismus und intensive Vergletscherung in einigen Gebieten der Welt aufeinandertreffen. Die Eruptionen des Eyjafjallajökull und des Grímsvötn haben 2010 und 2011 Tephra über weite Teile der Eiskappen Islands verteilt. Aufgrund der relativ einfachen Zugänglichkeit dieser Gebiete und der Verfügbarkeit zugehöriger Daten stellen diese Eruptionen eine ideale Gelegenheit für eine umfassende Studie über die Einflüsse von Tephraablagerungen auf die Massenbilanz von Gletschern dar.

Das Ziel des Projektes ist es einen räumlich verteilten Ansatz zur Modellierung der Einflüsse von supraglazialen Tephraschichten auf Gletschermassenbilanzen zu entwickeln, der in der Lage ist den raumzeitlichen Inhomogenitäten dieser Ablagerungen im Hinblick auf Mächtigkeit und Chemismus Rechnung zu tragen. Das Model wird auf die zwei zuvor genannten Eruptionen und die dadurch bedingten Veränderungen in der Massenbilanz der Eiskappen Vatnajökull, Myrdalsjökull und Eyjafjallajökull angewendet. Der Ansatz wird dabei nicht nur auf zeitlich invariante Daten der Tephramächtigkeit zurückgreifen, sondern ebenfalls deren zeitliche Variabilität berücksichtigen. So wird eine kontinuierliche Kette von Transferfunktionen erstellt, die zwischen dem mikroskaligen, inneren Antrieb durch Korngrößenverteilung und Chemismus der Tephra und dem äußeren Antrieb durch meteorologische Einflüsse als erklärende Größen, und den makroskaligen Veränderungen in Gletscherablation und -massenbilanz als Resultanten vermittelt. Damit wird nicht nur eine Wissenslücke im Bereich der Eis-Vulkan-Interaktionen geschlossen, sondern ebenfalls ein Werkzeug entwickelt, das zur Risikominderung nach vulkanischen Eruptionen in vergletscherten Gebieten eingesetzt werden kann. Der Modelansatz ermöglicht eine schnelle Quantifizierung der Veränderungen in der Ablation und damit des Abflusses in nachgelagerten Flusssystemen nach vulkanischen Eruptionen. Dieses Wissen kann wichtig für den Schutz von Infrastruktur und Siedlungen in betroffenen Gebieten sein.

 

Publikationen

Published - Peer reviewed

2016

  • Möller, R., M. Möller, P.A. Kukla & C. Schneider (2016): Impact of supraglacial deposits of tephra from Grímsvötn volcano, Iceland, on glacier ablation. - Journal of Glaciology, 62 (235), 933-943.

2014

  • Möller, R., M. Möller, H. Björnsson, S. Gudmundsson, F. Pálsson, B. Oddsson, P.A. Kukla & C. Schneider (2014): MODIS-derived albedo changes of Vatnajökull (Iceland) due to tephra deposition from the 2004 Grímsvötn eruption. - International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 26, 256-269.

 

Konferenzbeiträge

  • Möller, R., M.T. Gudmundsson, M. Möller, W. Römer, F. Lehmkuhl, P.A. Kukla, & C. Schneider (2016): Analyzing the complex relationships between spectral reflectance, surface temparature and thickness of supra-glacial tephra deposits from the eruption of Eyafjallajökull volcano in 2010. - AGU Fall Meeting, San Francisco, USA.
  • Möller, R., M. Möller, P.A. Kukla, & C. Schneider (2015): Impact of ashfalls from Eyjafjallajökull and Grimsvötn volcanoes on glacier ablation on Iceland – a field experiment. - AGU Fall Meeting, San Francisco, USA.
  • Möller, R., P.A. Kukla & C. Schneider (2015): Spatial and temporal patterns of albedo changes on Icelandic ice caps as a result of the 2010 Eyjafjallajökull volcanic eruption. - IUGG General assembly, Prague, Czech Republic.
  • Möller, R., P.A. Kukla, M. Möller & C. Schneider (2014): Evaluation of empirical approaches for modeling glacier ablation under volcanic tephra covers. - IGS Nordic Branch Meeting, Vik, Iceland.
  • Möller, R., M. Möller, P.A. Kukla & C. Schneider (2013): Tephra influence on glacier ablation: a field experiment on Svínfellsjökull, Iceland. - IGS Nordic Branch Meeting, Lammi, Finland.
  • Möller, R., M. Möller, H. Björnsson, S. Gudmundsson, F. Palsson, B. Oddsson, P.A. Kukla & C. Schneider (2012): Using MODIS albedo data for analyzing the influence of the 2004 Grímsvötn eruption on the surface mass balance of Vatnajökull, Iceland. - IGS International Symposium on Glaciers and Ice Sheets in a Warming Climate, Fairbanks.

Diplomarbeit

  • Möller, R. (2011): Fernerkundungsgestützte Modellierung der Auswirkung einer Eruption des Grimsvötn-Vulkans im Jahr 2004 auf die Gletschermassenbilanz des Vatnajökull, Island.