Klimatologie

Überschwemmung durch Gletscherseeausbrüche in der Region Halji, Nepal

Projekt Beteiligte

Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert. Ein Gletscherseeausbruch (glacial lake outburst flood - GLOF) ist ein plötzlicher Wasseraustritt aus einem Gletschersee infolge eines Dammbruchs einer Moräne oder eines Gletschereises. GLOFs können durch die Überflutung flussabwärts gelegener Gebiete eine große Zahl von Opfern fordern und erhebliche wirtschaftliche Schäden verursachen. Die Region des Hindukusch-Himalaya (HKH) im Allgemeinen und Nepal im Besonderen sind stark von GLOFs betroffen (z. B.,  Wester et al., 2019).

Das Dorf Halji (Abbildung 1) beherbergt eines der ältesten tibetisch-buddhistischen Klöster in Nepal. Zwischen 2004 und 2014 wurde das Dorf von sechs GLOFs aus einem Gletschersee, der sich episodisch während der Schneeschmelze im Halji-Gletscher bildete, stark in Mitleidenschaft gezogen (Kropáček et al., 2015). Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, die Ursachen von GLOFs, die Kontrollfaktoren für die zeitliche Variabilität von GLOFs und den Zusammenhang zwischen dem Auftreten von GLOFs und dem großräumigen Klimawandel zu untersuchen. Gemeinsam mit den Projektpartnern der Humboldt-Universität Berlin wird die Forschung durch die Kombination von numerischen Simulationen mit Fernerkundungsanalysen und Feldbeobachtungen durchgeführt.

Prof. Dr.

Dieter Scherer

Sekretariat AB 3

Standort

Forschungsaktivitäten

Halji-Feldkampagne 2022
Während der Feldkampagnen 2013, 2014 und 2018 wurde eine automatische Wetterstation (AWS) auf dem Halji-Gletscher installiert und ausgewechselt (Abbildung 2). In der Halji-Feldkampagne 2022 wurde diese AWS beibehalten, und eine zweite AWS wurde in einer noch größeren Höhe in der Nähe des Halji-Gletschers installiert. Darüber hinaus wurde am ersten und letzten Tag der Feldarbeit mit Hilfe von Drohnenflügen mit einem leichten Messinstrument der untere Teil des Halji-Gletschers vermessen, um ein digitales Höhenmodell (DEM) im Zentimeter-Maßstab zu erstellen.

Dynamisches Downscaling

Der bereits vorhandene 10-km-Datensatz von HAR v2 wird bis 1979 zurückgeführt. Der HAR v2-Datensatz wird weiter auf einen Bereich verfeinert, der die Untersuchungsregion in einem 2 km-Raster abdeckt. Der erweiterte und räumlich verfeinerte HAR v2 2 km-Datensatz wird mit Feldmessungen verglichen, um seine Unsicherheit zu bewerten. Die HAR v2 2 km Daten werden dann analysiert, um die Auslöser und großräumigen Kontrollmechanismen von GLOFs zu bestimmen und um Gletschermassenbilanzsimulationen und Schneeverwehungssimulationen durchzuführen.

COSIPY und Schneeverwehungssimulationen

COSIPY ist ein gekoppeltes Open-Source-Modell für die Energie- und Massenbilanz von Schneedecke und Eisoberfläche (Sauter et al., 2020). Die COSIPY-Simulationen werden durch erweiterte HAR V2 2 km Daten erzwungen. Die Parameterwerte werden aus AWS-Daten abgeleitet. Der Hauptzweck der COSIPY-Simulationen ist die Quantifizierung der Schmelzwasserproduktionsraten und der Veränderungen in der spezifischen Gletscheroberflächen-Massenbilanz sowie die Ermittlung der Sensitivität der Massenbilanz gegenüber atmosphärischen Schwankungen.

In ähnlicher Weise werden Schneeverwehungssimulationen durch erweiterte HAR V2 2 km Daten erzwungen. Die Parameterwerte werden so weit wie möglich aus AWS-Daten abgeleitet, ansonsten aus der Literatur entnommen. Ziel ist es, die Rolle der Schneeerosion und der Ablagerungsprozesse für die Blockierung des Abflusses des Gletscherseebeckens und die Erhaltung des Gletschereises, das den Gletschersee staut, zu bewerten.

Analyse von Fernerkundungsdaten

Mit Hilfe von Fernerkundungsdaten werden Zeitreihen über das Vorkommen von Gletscherseen erstellt und mit den aus der COSIPY-Simulation geschätzten Schmelzwasserfreisetzungen verglichen.