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Schweiz 2019/2020: Erwärmung des Permafrosts in der Schweiz 2021
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2019/2020: Erwärmung des Permafrosts in der Schweiz

Der Permafrost in der Schweiz erwärmt sich zunehmend

Der Erwärmungstrend der letzten zwei Jahrzehnte im Permafrost in den Schweizer Alpen setzt sich auch im hydrologischen Jahr 2019/2020 fort und verstärkt sich. Dies zeigen mehr als 20 Jahre Messungen im Rahmen des Schweizer Permafrostmessnetzes PERMOS:

Die Permafrosttemperaturen haben vielerorts Rekordwerte erreicht, ebenso die Mächtigkeit der Auftauschicht und die Geschwindigkeit der Blockgletscher.

Das hydrologische Jahr 2019/2020 war in hohen Lagen das wärmste, das bisher in der Schweiz registriert wurde. Im Winter wurden Lufttemperaturen bis zu 1°C über dem Durchschnitt der letzten Jahre gemessen. Es folgte ein sehr warmer Frühling, vor allem von Mitte März bis April, sowie ein von zwei Hitzewellen geprägter Sommer. In den hohen Lagen, wo der Permafrost vorkommt, kam der Schnee früh im November 2019. Die Schneehöhen blieben hier jedoch im Laufe des Winters generell durchschnittlich und die Permafrostgebiete waren früh wieder schneefrei.

Erwärmung des Permafrosts

Die hohen Lufttemperaturen im hydrologischen Jahr 2019/2020 und die frühe Schneedecke, die den Untergrund von den winterlichen Witterungsbedingungen isolierte, führten zu schweizweit sehr warmen Permafrostbedingungen. Die nahe der Oberfläche gemessenen Bodentemperaturen waren Ende September 2020 in der Nähe oder sogar über den bisherigen Rekordwerten aus den Jahren 2003, 2015 und 2018. Dies führte in den Bohrlöchern des PERMOS-Netzwerks zu neuen Rekordwerten für die sogenannte Auftauschicht, den obersten Metern über dem Permafrost, die im Sommer auftauen.

Im Jahr 2020 war die Auftauschicht an den PERMOS Standorten zwischen knapp 3 m (Flüelapass GR, 2'400 m ü.M.) und 11 m (Schilthorn BE, 2'900 m ü.M.) tief. Damit hat sich zum Beispiel die Mächtigkeit der Auftauschicht am Schilthorn seit Beginn der Messungen 1998 mehr als verdoppelt.

Die warmen Bedingungen nahe der Oberfläche führten auch zu einem weiteren Anstieg der Permafrosttemperaturen in der Tiefe. Die in 10 und 20 m Tiefe gemessenen Temperaturen haben die bisherigen Rekordwerte von 2015 weitgehend erreicht oder sogar übertroffen. Nach mehr als 20 Jahren Messungen zeigt sich eine Zunahme der Permafrosttemperaturen an allen Standorten des PERMOS-Netzwerks. Auf dem Stockhorn-Plateau oberhalb Zermatt (VS) zum Beispiel hat die Permafrosttemperatur in 20 m Tiefe in 20 Jahren um etwa 0,8 °C zugenommen. Dies ist vergleichbar mit den Beobachtungen im Blockgletscher Murtèl-Corvatsch im Oberengadin (+0,5°C/10 Jahre ).

Temperaturen in den Bohrlöchern
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Temperaturen in den Bohrlöchern
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Mächtigkeit der Auftauschichten im Permafrost bei zwei Bohrlöchern
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Oberlächengeschwindigkeiten von Blockgletschern
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Änderung der jährlichen horizontalen Oberflächenausbreitungsgeschwindigkeiten von Blockgletschern von 1988 bis 2015
Änderung der jährlichen horizontalen Oberflächenausbreitungsgeschwindigkeiten von Blockgletschern von 1988 bis 2017

Beschleunigung von Blockgletschern

Die Geschwindigkeit der Blockgletscher - das sind eishaltige Schuttmassen im Hochgebirge, die sich talabwärts bewegen - ist ein indirekter Indikator der Permafrostverhältnisse, da ihre zeitliche Entwicklung jener der Permafrosttemperatur folgt.

Im Jahr 2020 beschleunigten sich die Blockgletscher mit einem durchschnittlichen Geschwindigkeitsanstieg von +21 % im Vergleich zu 2019 deutlich.

Wie die Oberflächen- und Permafrosttemperaturen sind auch die Blockgletschergeschwindigkeiten im Jahr 2020 nahe oder sogar über dem bisherigen Rekord aus dem Jahr 2015.

Schweizer Permafrost-Messnetz (PERMOS)

Das Schweizer Permafrostmessnetz PERMOS dokumentiert seit dem Jahr 2000 den Zustand und die Veränderungen des Permafrosts in den Schweizer Alpen. Es wird durch die MeteoSchweiz im Rahmen von GCOS Schweiz, das Bundesamt für Umwelt (BAFU) und die Akademie der Naturwissenschaften Schweiz (SCNAT) finanziell unterstützt.

PERMOS wird von sechs Schweizer Forschungsinstitutionen getragen:

die Universitäten Lausanne, Fribourg und Zürich, die ETH Zürich, die Fachhochschule der italienischen Schweiz (SUPSI) und das WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF.

Im Rahmen von PERMOS werden Daten von drei Hauptelementen erhoben:

1. Temperaturen nahe der Oberfläche und in der Tiefe,

2. Änderungen des Eisgehalts im Untergrund und ...

3. Geschwindigkeit der Blockgletscher.

Quelle: Text PERMOS - Swiss Permafrost Monitoring Network und SCNAT, 21. Juli 2020
In der Publikation «Klimawandel in der Schweiz (Indikatoren zu Ursachen, Auswirkungen, Massnahmen)» werden im Kapitel 5.2 Kryosphäre Aspekte des Permafrosts in der Schweiz beleuchtet.
Schweiz 2000-2019: Permafrostentwicklung 2020
Begriffe

Permafrost
Permafrost (oder dauerhaft gefrorenes Untergrundmaterial) ist ein thermisches Phänomen und durch die Temperatur des Untergrundes definiert. In der Schweiz findet man ihn unter gut 5 % der Landesfläche, typischerweise in schattigen und hochgelegenen Schutthalden und Felswänden oberhalb von etwa 2'500 Meter über Meer. Ob Permafrost vorhanden ist, wird stark durch die klimatischen Bedingungen beeinflusst. Er ist deshalb ein guter Indikator für Änderungen dieser Bedingungen, auch wenn Änderungen im Permafrost anders als bei den Gletschern nicht direkt sichtbar sind.Die Temperaturmessungen in Bohrlöchern sind die einzigen direkten Permafrost-Messungen. Sie werden im Rahmen von PERMOS durch indirekte Messungen ergänzt: Geschwindigkeit der Blockgletscher sowie Veränderungen des Eisanteils (bzw. des Wasseranteils) im Untergrund.

Blockgletscher
Aktive Blockgletscher sind meist aus groben Gesteinsblöcken bestehende Landformen mit einem hohen Eisanteil, die unter dem Einfluss der Schwerkraft einige Dezimeter bis einige Meter pro Jahr talwärts kriechen. Die Verformbarkeit von Eis und damit die Geschwindigkeit der Blockgletscher nimmt mit steigender Temperatur ebenfalls zu.

PERMOS
Das Schweizer Permafrostmessnetz PERMOS dokumentiert seit dem Jahr 2000 den Zustand des alpinen Permafrosts mittels Temperatur-, geophysikalischen und Bewegungsmessungen. Die Messungen werden durch das Bundesamt für Umwelt BAFU, das Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz im Rahmen von GCOS Schweiz und die Akademie der Naturwissenschaften (SCNAT) finanziell unterstützt und durch die folgenden sechs Partner getragen: Universitäten Lausanne, Freiburg und Zürich, ETH Zürich, Fachhochschule Südschweiz SUPSI und WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF.

Akademien der Wissenschaften Schweiz
Die Akademien der Wissenschaften Schweiz sind ein Verbund der vier wissenschaftlichen Akademien der Schweiz: der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz SCNAT, der Schweizerischen Akademie der Geistes-und Sozialwissenschaften SAGW, der Schweizerischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften SAMW und der Schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften SATW. Sie umfassen neben den vier Akademien die Kompetenzzentren TA-SWISS und Science et Cité sowie weitere wissenschaftliche Netzwerke. Die Akademien der Wissenschaften Schweiz vernetzen die Wissenschaften regional, national und international. Sie vertreten die Wissenschaftsgemeinschaften disziplinär, interdisziplinär und unabhängig von Institutionen und Fächern. Ihr Netzwerk ist langfristig orientiert und der wissenschaftlichen Exzellenz verpflichtet. Sie beraten Politik und Gesellschaft in wissensbasierten und gesellschaftsrelevanten Fragen.

Quelle: Text PERMOS Office, Departement Geowissenschaften, Universität Fribourg, und SCNAT 2019
Bergsturz Ein Bergsturz ist eine Massenbewegung von Felsblöcken, Geröll und Schutt mit einem Volumen von über einer Million m3 Material.
Felssturz Von einem Felssturz spricht man, wenn sich Felsblöcke, Geröll und Schutt mit einem Volumen von weniger einer Million m3 talwärts bewegen.
Steinschlag Ein Steinschlag ist ein Sturzprozess, bei welchem sich kleinere Mengen von Fels-, Schutt- und Steinmaterial, oft sogar nur einzelne Steine,ins Tal stürzen. Grössere Steinschlagereignisse können u.a. Verkehrsverbindungen und Wanderwege kurzzeitig blockieren.
Murgang oder Rüfe Murgänge sind eine Mischung aus Hochwasser, Erdrutsch und Felssturz. Murgänge oder Rüfen sind «Gerölllawinen».
Halbleiter Das Prinzip der Halbleiter besteht darin, dass sie mit einer Zuführung von thermischer oder optischer Energie aktiviert, dh. leitfähig werden und sich ihre Ladungsträger verschieben lassen. Bei Elektronenhalbleitern erfolgt der Ladungstransport durch Elektronen. Dieser Halbleitertyp besteht aus chemischen Elementen wie Silicium oder Germanium, welche in Periodensystem zwischen der II. und der VI. Gruppe angeordnet sind.
Thermistor Ein Thermistor ist ein Halbleiterbauelement, bei welchem die Temperaturabhängigkeit seines elektrischen Widerstandes zu Mess- oder Regelzwecken genutzt wird. Thermistoren sind Heissleiter, deren Halbleiterwiderstände durch externe Wärme beeinflusst wird. Bei Heissleitern fliesst der elektrische Strom bei höheren Temperaturen besser als bei tieferen.
Alpen Permafrost-Forschung Permafrostsituation in der Schweiz
Verbreitung und Entwicklung des Permafrosts
Was ist Permafrost oder Dauerfrost?
Prognose bis 2050 Rückgang des Permafrosts
Felstemperaturen auf der Jungfrau 1996 - 2003
Potenzielle Permafrostverbreitung in der Schweiz Übersicht
Gurschengletscher am Gemsstock ob Andermatt Kanton Uri

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Klimawandel in der Schweiz
RAOnline Download
Quelle: Bundesamt für Umwelt BAFU
Klimawandel in der Schweiz Bericht
Indikatoren zu Ursachen, Auswirkungen, Massnahmen
105 Seiten, 2020
27,7 MB PDF Download

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Weitere Informationen
Naturgefahren Infoblätter
Schweiz Computermodell simuliert Permafrost
Blockgletscher am Corvatsch (Kanton Graubünden)
Permafrost Fakten

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Links
Externe Links
Swiss Permafrost Monitoring Network (PERMOS)
Akademie der Naturwissenschaften Schweiz SCNAT
SCNAT Netzwerk
Jungfraujoch High Altitude Research Station
Universität Freiburg
Global Terrestrial Network for Permafrost
IPA Internatonal Permafrost Association
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