Impacts of supraglacial lakes and snowmelt on glacier velocity on the example of the Baltoro Glacier in Pakistan

Kurzfassung

Millionen von Menschen in Pakistan leben entlang des Indus und sind auf das Schmelzwasser der Gletscher im Karakorum angewiesen. Gletscherschmelzwasser steuert ebenso die Gletscherdynamik, die eine relevante Information über die Entwicklung der Gletscher in einem sich ändernden Klima ist, an. Zeitpunkt und Menge des Schmelzwassers beeinflussen die jahreszeitliche Veränderung der Gletscherdynamik. Die Gletscher im Karakorum sind jedoch noch nicht ausreichend erforscht, um ihre Gletscherdynamik und ihre Antriebskräfte besser zu verstehen. Darüber hinaus sind die meisten Gletscher mit einer ausgedehnten Schuttbedeckung versehen und reagieren daher komplexer auf Klimaänderungen als Gletscher ohne Schutt. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt darauf, die Dynamik des Baltoro Gletschers in Pakistan und der hydrologischen Drainage im Gletscher zu verstehen. Die langen Zeitreihen der Gletschergeschwindigkeitsfelder, die aus verschiedenen Synthetic Aperture Radar (SAR) Daten mit hoher zeitlichen und räumlichen Auflösung abgeleitet werden, ermöglichen die Kartierung der saisonalen und jährlichen Gletscherdynamik. In Kombination mit Zeitreihen von supraglazialen Seen, die aus Erdbeobachtungsdaten abgeleitet wurden, sowie Niederschlag und Temperatur aus Reanalyse- und satellitengestützten Daten wurden komplexe Beziehungen zwischen Winterniederschlag, Sommerschmelze, supraglazialen Seen, Gletscherspalten und Gletscherbeschleunigung gefunden. Die hohen Winterniederschläge bewirken eine höhere Gletscherbeschleunigung im Frühjahr, während die starken Niederschläge im Frühjahr zu einer Zunahme der supraglazialen Seen führen. Die höheren Temperaturen während der frühen Ablationszeit trugen ebenfalls zur Bildung der Seen und somit einem Anstieg des Schmelzwassers im Gletscher bei. Die Kartierung der supraglazialen Seen basiert auf einer jährlichen Auflösung. Über ihr saisonales Verhalten ist nur wenig bekannt. Die multi-temporalen und multi-sensorischen Sommerzeitreihen ermöglichen es, Entstehung und Abfließen der Seen, die Veränderung der Seefläche im Laufe der Jahre und die jahreszeitliche Entwicklung zu bestimmen. Die supraglazialen Seen füllen sich zwischen Mitte April und Mitte Juni und entleerten sich zwischen Mitte Juni und Mitte September. Sie dehnen sich schneller aus als sie sich entleeren. In dem Beoabachtungszeitraum von nur 5 Jahren zeigte sich ein leichter Antieg zur Bildung größerer Seen (>0,04 km2). Die Kombination der hochtemporalen Zeitreihe der supraglazialen Seen mit den Gletscheroberflächengeschwindigkeiten, der Schneeschmelze, dem Abfluss, dem Niederschlag und der Temperatur, die aus Erdbeobachtungs- und Reanalysedaten abgeleitet wurden, ermöglicht es, den Einfluss der supraglazialen Seen und der Schneeschmelze sowie die Einflussfaktoren der Gletschergeschwindigkeit zu analysieren. Die langanhaltende Periode positiver Lufttemperaturen im Frühjahr wirkte sich sowohl auf die Schneeschmelze als auch auf die Bildung supraglazialer Seen aus. Schnee- und Eisschmelze hatten den größten Einfluss auf die Frühjahrsbeschleunigung und die höheren Gletschergeschwindigkeiten im Sommer. Der Abfluss der supraglazialen Seen verursachte eine Gletscherbeschleunigung im Herbst. Die Schmelze und die Drainage der supraglazialen Seen beeinflussen die Gletscherdynamik, wobei die Schneeschmelze auch zu einer effizienten Drainage führt. Trotz der Isolierung durch die Schuttbedeckung am Hauptgletscher reagiert der Baltoro Gletscher sensibel auf Temperaturanstieg, was zu einem zusätzlichem Eisverlust führt.