Klimawandel und Klimafolgen

Gletscherbedeckung

Die Gletscher Alaska bedecken eine Fläche von rund 87 000 km² bzw. 3,5 % der Fläche des US-Staates Alaska und 12 % der global von Eis bedeckten Fläche außerhalb der Eisschilde.¹ Die Gletscher und Eiskappen in den Gebirgszügen, die den Golf von Alaska säumen, bilden die größte Eismasse außerhalb der Polargebiete. Die Anzahl der Gletscher in Alaska wird vom Weltklimarat IPCC (2013, Table 4.2) mit 23 112 angegeben.² Die mit 30 000 km² größte zusammenhängende Eisfläche erstreckt sich über Teile der St. Elias und der östlichen Chugach Mountains, die den Golf von Alaska säumen, und umfasst die größten Gletscher des Landes, den Seward, Bering und Hubbard Gletscher.¹ Die Gletscherbildung wird begünstigt durch die extrem hohen Niederschläge von bis zu 8000 mm/Jahr durch Tiefdruckgebiete vom Golf von Alaska, die im Winter primär als Schnee fallen.³

Abb. 1: Vergletscherte Gebirgszüge um den Golf von Alaska^B1

Gletscheränderungen

Alaska gehörte in den letzten Jahrzehnten zu den sich am stärksten erwärmenden Regionen der Erde. Die Temperaturzunahme ist mehr als doppelt so hoch wie in den restlichen USA und höher als in jedem anderen US-Staat. Die mittlere Jahrestemperatur stieg in den letzten 60 Jahren um 1,7 °C, die mittlere Wintertemperatur sogar um 3,4 °C.⁴ Die Folge war ein deutlicher Schwund der Eismasse der meisten Gletscher in Alaska. Schon seit der Kleinen Eiszeit zogen sich zahlreiche Gletscher mehr und mehr zurück, ein Trend, der sich in jüngster Zeit beschleunigt hat. Zwischen 1961 bis 2016 haben die Gletscher in Alaska, abgesehen von den Eisschilden auf Grönland und der Antarktis, mit 8 mm den höchsten Anteil zum Meeresspiegelanstieg beigetragen. Im Zeitraum 2002-2016 belief sich der Eisverlust auf 53 Gt/Jahr (WOUTORS et al. 2019⁵ und Abb. 2), 2006-2016 waren es 73 Gt/Jahr, was einem Viertel des globalen Eisverlustes von Gletschern entspricht (ZEMP et al. 2019).⁶ Einige Gebirgszüge und einzelne große Gletscher sind besonders stark betroffen.

Abb. 2: Kumulativer Eisverlust der Gletscher Alaskas in Mrd. Tonnen 2002-2017^B2

So wurde ein deutlicher Rückgang der Vergletscherung in den Chugach Mountains beobachtet. Vor allem der 944 km² große und besonders gut untersuchte Columbia Gezeitengletscher befindet sich gegenwärtig in einem katastrophalen Rückgang (Abb. 3). Der aus einer Höhe von fast 3000 m direkt in die Columbia Bay im Prinz-William-Sund an der Südküste Alaskas fließende Gletscher ist einer der sich am schnellsten ändernden Gletscher der Welt. Um die Mitte des 20. Jahrhunderts hatte er eine Länge von ca. 66 km, büßte dann seit 1980 bis 2012 etwa 20 km an Länge ein und verlor seit 1957 etwa die Hälfte seines Volumens. Der Rückzug des Gletschers wird in der Forschung primär auf die globale Erwärmung zurückgeführt.⁷ 2030 wird der Gletscher wahrscheinlich vor der Küstenlinie enden und seinen Status als Gezeitengletscher verloren haben.⁸

Abb. 3: Der Columbia Gletscher 2019; eingezeichnet das Ende der Gletscherzunge in den angegebenen Jahren.^B3

Auch der größte und längste Gletscher auf dem kontinentalen Nordamerika, der Bering Gletscher, dessen Eismasse auf 15-20 % des gesamten Gletschereises von Alaska geschätzt wird, zeigt deutliche Rückzugstendenzen. Der Eisverlust zwischen 1972 und 2003 wurde auf 2,7 km³ Wasseräquivalente pro Jahr berechnet und der Höhenverlust zwischen 1951 und 2011 auf 39 m geschätzt (TANGBORN et al. 2013).⁹ Bis 2050 könnte die Schmelzwassermenge durch das  Abschmelzen des Gletschers infolge des Klimawandels von z.Zt. 40 km³/Jahr auf 60 km³/Jahr steigen und danach wegen der geringer werdenden Eismasse abnehmen (JOSBERGER et al. 2014).¹⁰  

Abb. 4: Bering Gletscher 2002^B4

Der Rückzug des Bering-Gletschers hat eine bemerkenswerte Nebenfolge: die Häufung von Erdbeben in der Region. Die Wrangel- und St. Elias-Berge,die den Gletscher umspannen, wurden durch den Zusammenstoß der Pazifischen und der Nordamerikanischen tektonischen Platten geschaffen. Das Gewicht der Eismassen des Gletschersystems hat die Dynamik an der Plattengrenze lange Zeit weitgehend unterdrückt. Nach dem Massenverlust von Eis können sich die Felsen an der Plattengrenze freier bewegen, was zu häufigeren Erdbeben geführt hat.

Projektionen

Abb. 5: Änderung der Niederschläge in den Gletschergebieten Alaskas bis 2091-2100 nach dem Szenario RCP6.0. Kästchen: durchschnittliche Änderung und deren Bandbreite in den Modell-Ergebnissen.^B5

Nach regionalen Modellprojektionen werden sich die Temperaturen in den Gletschergebieten Alaskas bis Ende des 21. Jahrhunderts gegenüber dem Zeitraum 2006-2015 um 2,1 °C nach dem Szenario RCP4.5 bzw. um 4.6 °C nach dem Szenario RCP8.5 erhöhen, am stärksten im Winter und Frühjahr und bei deutlichen regionalen Unterschieden. Eine Folge ist die Anhebung der Gleichgewichtslinie der Gletscher um 105 bis 225 m bis zum Ende des 21. Jahrhunderts, wodurch das Akkumulationsgebiet stark reduziert wird und bei tiefer gelegenen Gletschern sogar ganz verschwinden kann. Nach dem Szenario RCP8.5 wird die Masse von über 1000 Gletschern Alaskas um 50 % abnehmen. Einige Gletscher in den Wrangell Mountains werden aber auch um 5-10 % an Masse gewinnen, weil sie so hoch und so weit im Norden liegen, dass die zunehmenden Niederschläge immer noch weitgehend als Schnee fallen (MCGRATH et al. 2017).¹¹

Anmerkungen:
1. Kienholz, Ch., S. Herreid, J.L. Rich, A.A. Arendt, R. Hock, E.W. Burgess (2015): Derivation and analysis of a complete modern-date glacier inventory for Alaska and northwest Canada , Journal of Glaciology 61, 227, 403-420 , https://doi.org/10.3189/2015JoG14J230
2. IPCC (2013): Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Chapter 4: Observations: Cryosphere, 4.3.1
3. Beamer, J. P., D. F. Hill, A. Arendt, and G. E. Liston (2016): High-resolution modeling of coastal freshwater
discharge and glacier mass balance in the Gulf of Alaska watershed, Water Resour. Res., 52, 3888–3909, doi:10.1002/2015WR018457
4. Chapin, F. S., III, S. F. Trainor, P. Cochran, H. Huntington, C. Markon, M. McCammon, A. D. McGuire, and M. Serreze (2014): Ch. 22: Alaska. In: Climate Change Impacts in the United States: The Third National Climate Assessment, J. M. Melillo, Terese (T.C.) Richmond, and G. W. Yohe, Eds., U.S. Global Change Research Program, 514-536. doi:10.7930/J00Z7150
5. Wouters, B., A.S. Gardner and G. Moholdt (2019): Global Glacier Mass Loss During the GRACE Satellite Mission (2002-2016). Front. Earth Sci. 7:96. doi: 10.3389/feart.2019.00096
6. Zemp, M. et al., M. Huss, E. Thibert, N. Eckert, R. McNabb, J. Huber, M. Barandun, H. Machguth, S. U. Nussbaumer, I. Gärtner-Roer, L. Thomson, F. Paul, F. Maussion, S. Kutuzov & J. G. Cogley (2019): Global glacier mass changes and their contributions to sea-level rise from 1961 to 2016,  Nature 568 (7752), 382-386 doi:10.1038/s41586-019-1071-0.
7. McNabb, R. W., and R. Hock (2014), Alaska tidewater glacier terminus positions, 1948–2012, J. Geophys. Res. Earth Surf., 119, 153–167, doi:10.1002/2013JF002915.
8. NASA EARTH OBSERVATORY: World of Change: Columbia Glacier, Alaska; https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/columbia_glacier.php
9. Tangborn, W. (2013): Mass balance, runoff and surges of Bering Glacier, Alaska, The Cryosphere, 7, 867–875, https://doi.org/10.5194/tc-7-867-2013
10. Josberger, E. G., R. A. Shuchman, L. K. Jenkins, and K. Arthur Endsley (2014): Melt water input from the Bering Glacier watershed into the Gulf of Alaska, Geophysical Research Letters, 41, doi:10.1002/2013GL058734
11. McGrath, D., L. Sass, S. O'Neel , A. Arendt, C. Kienholz (2017): Hypsometric control on glacier mass balance sensitivity in Alaska and northwest Canada, Earth`s Future, https://doi.org/10.1002/2016EF000479

Bildquellen:
B1. NASA (2013): Rare Clear View of Alaska, https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2534.html , Beschriftung eingefügt, public domain
B2. Wouters, B., A.S. Gardner and G. Moholdt (2019): Global Glacier Mass Loss During the GRACE Satellite Mission (2002-2016). Front. Earth Sci. 7:96. doi: 10.3389/feart.2019.00096; Lizenz: CC BY
B3. NASA Earth Observatory: World of Change: Columbia Glacier, Alaska; https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/ColumbiaGlacier , public domain (ergänzt nach Carlson, A.E., Z. Kilmer, L.B. Ziegler, J.S. Stoner, G.C. Wiles, K. Starr, M.H. Walczak, W. Colgan, A.V. Reyes, D.J. Leydet, R.G. Hatfield (2017): Recent retreat of Columbia Glacier, Alaska: Millennial context. Geology ; 45 (6): 547–550. doi: https://doi.org/10.1130/G38479.1)
B4. NASA Earth Observatory (2004): Bering Glacier, Alaska, https://earthobservatory.nasa.gov/images/4710/bering-glacier-alaska ("High-resolution images: September 29, 2002" anklicken!), Lizenz: public domain
B5. McGrath, D., L. Sass, S. O'Neel , A. Arendt, C. Kienholz (2017): Hypsometric control on glacier mass balance sensitivity in Alaska and northwest Canada, Earth`s Future, https://doi.org/10.1002/2016EF000479; Lizenz: CC BY-NC-ND