Geodätisches Monitoring des Klimawandels in Grönland

Die Welt verändert sich rasant. Nicht immer in eine positive Richtung. Seit Jahren werden die Prozesse und die Folgen des Klima­wan­dels diskutiert. Unabhängig davon, wel­chem Einfluss man dafür die Schuld gibt, ist unumstritten, dass es noch nie in der jüngeren Erdgeschichte, also in den letzten eine Million Jahren, einen so schnellen Wandel der Lebensbedingungen auf unserem Planeten gab. Geodäten als »Notare der Erde« können wichtige und präzise Beiträge zur Dokumentation des Wandels leisten. Dazu gehören neben den Fernerkundungsverfahren mit verschiedenster Technik auch bodengebundene Messungen. Diese dienen als sogenannte »ground truth« für die Fernerkundung, sind wegen ihrer Genauigkeit aber auch eigenständig verwertbar.

Vor 17 Jahren, im Sommer 2002, haben die Autoren ein Klimaforschungsprojekt in Grönland begonnen. Ziel war vor allem die Bestimmung von Höhen und Höhenänderungen entlang eines Profils quer über das Inlandeis Grönlands hinweg. Zwischen Tasiilaq an der Ostküste und Ilulissat an der Westküste Grönlands wurde eine 700 km lange Traverse vermessen.

Diese Route wurde erstmals vom Schweizer Alfred de Quervain 1912 erfolgreich begangen. De Quervain, von Hause aus Meteorologe, war der erste Geowissenschaftler überhaupt, der eine Grönlandüberquerung realisiert hat, kurz danach waren auch Wegener und Koch erfolgreich. Die Vermessungsarbeiten hat 1912 ein Deutscher, der Architekt Roderich Fick, durchgeführt. Auch wenn die Genauigkeit, an den heutigen Möglichkeiten gemessen, nur relativ gering war, reizt natürlich die große Zeitdifferenz von über 100 Jahren zu einem Vergleich, der insbesondere im stark veränderlichen Randbereich der Eiskappe interessant ist.

 

1. Die Expeditionen über das Inlandeis

Bei inzwischen 6 Expeditionen seit 2002 wurde das Profil, viermal vollständig und zweimal teilweise, hochpräzise vermessen. Das Ergebnis sind Oberflächenhöhen mit einer Genauigkeit von 3-5 cm, aus denen sich die jährlichen Höhenänderungen mit Zentimetergenauigkeit ergeben.

Die Messungen erfolgten zwischen Ende Juli und Anfang September. In dieser Zeit gehen die sommerlichen Tauprozesse zu Ende, wohingegen die Schneefälle des Winters noch nicht begonnen haben. Es ist also die Zeit im Jahr, in der die saisonalen Schwankungen der Eishöhen ihr Minimum erreichen.

  • 2002: Erstmessung, Höhenbestimmung von 34 Profilpunkten (Abstand ca. 20 km)
  • 2006, 2010: Nachmessungen des vollständigen Profils
  • 2012: Teilprofil im Westen und direkte Vergleichs­messungen zu 1912 im Randbereich
  • 2015: Nachmessung, kinematisches vollständiges Profil (Punktabstand 1-2 m!)
  • 2017: Teilprofil im Westen, kinematisches Profil (Punktabstand 1-2 m)
  • Die nächste Messung ist für 2019 geplant.

2012, 100 Jahre nach der Erstbegehung der Route durch de Quervain, fand eine besondere Expedition statt. Interessant ist dabei die Tatsache, dass der Enkel von Roderich Fick, ein Journalist aus Hamburg, an der Expedition teilnahm.

Seit der Expedition 2015 wurde das Messprogramm umgestellt. Anders als in den Jahren zuvor wurden nicht nur die Profil­punkte bestimmt, sondern die Messungen wurden kontinuierlich auf der gesamten Strecke im Sekundentakt durchgeführt. Damit liegt erstmals ein 650 km langes Profil mit einem Punkt­abstand von weniger als 2 m (!) vor. Die Möglichkeiten des Vergleichs mit Satellitendaten sind damit enorm verbessert worden.

Messungen auf dem Inlandeis können mit den heutigen technischen Möglichkeiten auf sehr verschiedene Art und Weise durchgeführt werden.

Es treten aber besonders in den Randbereichen extreme Proble­me auf, die zu Einschränkungen führen: Die Nutzung von (schwe­ren) Motorschlitten ist wegen der zahlreichen, oft zu­gewehten Spalten kaum und in den großen Bereichen mit Schmelz­wasserflüssen, -rinnen und Eisbuckeln unmöglich. Das betrifft aber den besonders interessanten Bereich, insgesamt etwa 20-30 % der Gesamtstrecke.

Als logistische Alternative wurden bei allen Expeditionen Skier und Pulken genutzt und die Strecken zu Fuß zurückgelegt. Was auf den ersten Blick als antiquierte Risikosteigerung erscheint, ist bei näherer Betrachtung ein Gewinn an Sicherheit.

Die vergleichsweise geringe Reisegeschwindigkeit ist hingegen kein Problem, da möglichst geringe Abstände der Messpunkte gewollt sind. Natürlich erfordert diese Art der Expeditionsdurchführung die Bereitschaft der Teilnehmer, sich den physi­schen Anforderungen zu stellen. Das war aber in der gesamten Geschichte der Polarforschung, von den Expeditionen der Pio

 

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Wilfried Korth

Prof. Dr.-Ing. Wilfried Korth

Beuth Hochschule für Technik Berlin
korth(at)beuth-hochschule.de

Thomas Hitziger

Thomas Hitziger

Brandenburgische Technische Uni­versität (BTU) Cottbus-Senftenberg
thomas.hitziger(at)b-tu.de