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The potential of new measurement and modelling techniques in alpine cryosphere and geomorphology research


Hauck, Christian; Collet, Claude; Delaloye, Reynald; Hilbich, Christin; Hoelzle, Martin; Huss, Matthias; Salzmann, Nadine (2012). The potential of new measurement and modelling techniques in alpine cryosphere and geomorphology research. Geographica Helvetica, 67(1-2):26-37.

Abstract

Die Hochgebirgs-Kryosphäre, insbesondere Schnee, Permafrost und Gletscher, spielt in Bezug auf die Auswirkungen eines sich ändernden Klimas auf die Gebirgsökosysteme eine Schlüsselrolle aufgrund (i) ihrer starken Sensitivität infolge von Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt, (ii) ihrer Funktion als (Haupt-) Steuerungsgrösse des hydrologischen Abflusses und (iii) des Einflusses von Veränderungen bezüglich der saisonalen Schneedecke, da diese Boden-Atmosphäre Wechselwirkungen auf verschiedene Weise stark beeinflusst. Um den Einfluss des Klimawandels auf die Kryosphäre und die damit verbundenen Auswirkungen für die Gesellschaft verlässlich bestimmen zu können, ist ein besseres Verständnis der für die Wechselwirkungen zwischen alpiner Kryosphäre und Atmosphäre relevanten Prozesse auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen vonnöten. Da Veränderungen der Kryosphäre im Hochgebirge mit geomorphologischen Prozessen gekoppelt sind, können diese zu Naturgefahren aufgrund aktueller und zukünftiger Klimaänderungen führen.
Temperaturabhängige Prozesse (z.B. Phasenübergänge von Wasser, Deformation von Eis sowie Eis/ Fels-Gemischen, Vorrat an Schnee/Eis, Permafrostdegradation) beeinflussen die physikalischen Faktoren, die den Sedimenttransport steuern (z.B. Gletscher, Blockgletscher, Murgänge), das hydrologische System sowie die Stabilität steiler Hänge. Aktuelle Forschungen an der Universität Freiburg im Bereich der alpinen Kryosphäre und Geomorphologie beschäftigen sich insbesondere mit der Entwicklung neuer Mess- und Modelliermethoden, um periglaziale und glaziale Systeme in Gebirgsregionen zu untersuchen und langfristig zu beobachten. Dies beinhaltet prozess-basierte Modellstudien, Monitoringstrategien sowie Impact-Studien in Bezug auf Hydrologie und Naturgefahren. In diesem Beitrag wird das Potential dieser neuen Modellier-, Mess- und Auswertungsmethoden für die Grundlagenforschung und ihrer Anwendung in den Gebirgsregionen der Schweiz vorgestellt.
The high-mountain cryosphere, in particular snow, permafrost and glaciers, plays a key role regarding climate change impacts on mountain ecosystems because of (i) its high climate sensitivity due to the proximity to the melting point, (ii) its major controlling function on hydrological runoff, and (iii) particularly because of the influence of seasonal snow on ground-atmosphere processes. In order to reliably assess the influence of climatic changes on the cryosphere and consequently their impacts on society, more detailed knowledge of the relevant processes that determine the interactions between the alpine cryosphere and the atmosphere on different spatial and temporal scales is required. As cryospheric changes in high mountains are strongly coupled to geomorphic processes these may result in dramatic changes in response to ongoing and future climatic evolution.
Temperature dependent mechanisms (e.g. phase change of water, deformation of ice and ice/rock mixture, storage of snow/ice, permafrost degradation) will affect the physical factors controlling the transfer of sediment (e.g. glaciers, rock glaciers, debris flows), the hydrological system and the stability of steep slopes. Research in alpine cryosphere and geomorphology at the University of Fribourg particularly focuses on the development of new measurement and modelling techniques to investigate and monitor mountain periglacial and glacial systems, including process-based modelling studies, monitoring strategies, and analyses of the impact on hydrology and natural hazards. In this contribution, the potential of these new modelling, measurement and analysis techniques for fundamental and applied research on mountain regions in Switzerland is presented.

Abstract

Die Hochgebirgs-Kryosphäre, insbesondere Schnee, Permafrost und Gletscher, spielt in Bezug auf die Auswirkungen eines sich ändernden Klimas auf die Gebirgsökosysteme eine Schlüsselrolle aufgrund (i) ihrer starken Sensitivität infolge von Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt, (ii) ihrer Funktion als (Haupt-) Steuerungsgrösse des hydrologischen Abflusses und (iii) des Einflusses von Veränderungen bezüglich der saisonalen Schneedecke, da diese Boden-Atmosphäre Wechselwirkungen auf verschiedene Weise stark beeinflusst. Um den Einfluss des Klimawandels auf die Kryosphäre und die damit verbundenen Auswirkungen für die Gesellschaft verlässlich bestimmen zu können, ist ein besseres Verständnis der für die Wechselwirkungen zwischen alpiner Kryosphäre und Atmosphäre relevanten Prozesse auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen vonnöten. Da Veränderungen der Kryosphäre im Hochgebirge mit geomorphologischen Prozessen gekoppelt sind, können diese zu Naturgefahren aufgrund aktueller und zukünftiger Klimaänderungen führen.
Temperaturabhängige Prozesse (z.B. Phasenübergänge von Wasser, Deformation von Eis sowie Eis/ Fels-Gemischen, Vorrat an Schnee/Eis, Permafrostdegradation) beeinflussen die physikalischen Faktoren, die den Sedimenttransport steuern (z.B. Gletscher, Blockgletscher, Murgänge), das hydrologische System sowie die Stabilität steiler Hänge. Aktuelle Forschungen an der Universität Freiburg im Bereich der alpinen Kryosphäre und Geomorphologie beschäftigen sich insbesondere mit der Entwicklung neuer Mess- und Modelliermethoden, um periglaziale und glaziale Systeme in Gebirgsregionen zu untersuchen und langfristig zu beobachten. Dies beinhaltet prozess-basierte Modellstudien, Monitoringstrategien sowie Impact-Studien in Bezug auf Hydrologie und Naturgefahren. In diesem Beitrag wird das Potential dieser neuen Modellier-, Mess- und Auswertungsmethoden für die Grundlagenforschung und ihrer Anwendung in den Gebirgsregionen der Schweiz vorgestellt.
The high-mountain cryosphere, in particular snow, permafrost and glaciers, plays a key role regarding climate change impacts on mountain ecosystems because of (i) its high climate sensitivity due to the proximity to the melting point, (ii) its major controlling function on hydrological runoff, and (iii) particularly because of the influence of seasonal snow on ground-atmosphere processes. In order to reliably assess the influence of climatic changes on the cryosphere and consequently their impacts on society, more detailed knowledge of the relevant processes that determine the interactions between the alpine cryosphere and the atmosphere on different spatial and temporal scales is required. As cryospheric changes in high mountains are strongly coupled to geomorphic processes these may result in dramatic changes in response to ongoing and future climatic evolution.
Temperature dependent mechanisms (e.g. phase change of water, deformation of ice and ice/rock mixture, storage of snow/ice, permafrost degradation) will affect the physical factors controlling the transfer of sediment (e.g. glaciers, rock glaciers, debris flows), the hydrological system and the stability of steep slopes. Research in alpine cryosphere and geomorphology at the University of Fribourg particularly focuses on the development of new measurement and modelling techniques to investigate and monitor mountain periglacial and glacial systems, including process-based modelling studies, monitoring strategies, and analyses of the impact on hydrology and natural hazards. In this contribution, the potential of these new modelling, measurement and analysis techniques for fundamental and applied research on mountain regions in Switzerland is presented.

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Item Type:Journal Article, refereed, original work
Communities & Collections:07 Faculty of Science > Institute of Geography
Dewey Decimal Classification:910 Geography & travel
Language:English
Date:2012
Deposited On:17 Jan 2013 09:20
Last Modified:07 Dec 2017 18:06
Publisher:Geographisch-Ethnographische Gesellschaft
ISSN:0016-7312
Free access at:Official URL. An embargo period may apply.
Official URL:http://www.geogr-helv.net/67/26/2012/gh-67-26-2012.pdf

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