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Sedimentkaskaden in alpinen Massenbewegungen

 

Ein Teilprojekt des WSL Forschungsprogramms „Auswirkungen des Klimawandels auf alpine Massenbewegungen“ (CCAMM)

Bergregionen reagieren empfindlich auf den Klimawandel aufgrund veränderter Schneeverhältnisse, Gletscherschmelze, tauendem Permafrost und einer erwarteten Zunahme der Häufigkeit intensiver Niederschläge. Auswirkungen des Klimawandels auf alpine Massenbewegungen (CCAMM) ist eine strategische Initiative zur Erforschung dieser Prozesse, um optimale Anpassungsstrategien für diese Art von Veränderungen zu entwickeln.

Die Auswirkungen des Klimawandels in den Alpenregionen sind bereits im Gletscherrückgang und beim tauenden Permafrost erkennbar. Infolgedessen werden die Bedingungen für Kaskadenprozesse mit Felsstürzen und Murgängen begünstigt und können Mensch und Infrastruktur im bedrohen. Die Verbindung dieser Ereignisse wurde kürzlich durch einen schweren Steinschlag am Piz Cengalo veranschaulicht, der zu Murgängen führte und große Teile des Dorfes Bondo (GR) zerstörten.

Im Rahmen des CCAMM Forschungsprogramms konzentrieren wir uns auf Projektionen von Änderungen der Sedimentdisposition, Häufigkeiten und Magnituden von Murgängen wobei wir die kürzlich veröffentlichten CH2018-Szenarien verwenden, die Klimaprojektionen bis 2100 liefern. Das Ergebnis unserer Arbeit wird die Projektionen von Murgangaktivität in ausgewählten alpinen Einzugsgebieten sein. Darüber hinaus ist die Bewertung von Sedimentablagerungen, Häufigkeiten und Magnituden von Massenbewegungen für die Gefahrenkartierung erforderlich und liefert nützliche Informationen für numerische Auslaufmodelle wie RAMMS.

 

Das Verständnis der meteorologischen und geomorphologischen Bedingungen, die die Magnitude und Häufigkeit der Murgänge kontrollieren, ist für deren Reproduktion und robuste Prognosen zum Klimawandel von entscheidender Bedeutung. Wir haben die Rolle verschiedener Niederschlagsmerkmale bei der Bildung von Murgängen untersucht und festgestellt, dass Murgänge zwar durch relativ geringe Niederschlagsmengen ausgelöst werden können, die Magnituden jedoch mit zunehmender Vorfeuchte ebenfalls zunehmen (Abb. 2).

 

Für Projektionen zum Klimawandel bauen wir auf dem probabilistischen Sedimentkaskadenmodell SedCas auf (Bennett et al., 2014), welches Magnituden-Häufigkeitsverteilungen von Murgängen reproduzieren kann. Dies wird durch die Beschreibungen des Sedimentbudgets und des Initiierungssprozesses auf der Skala eines Einzugsgebiets erreicht. Für robustere Projektionen wird das Modell um physikalisch basierte Verwitterungs- und Erosionsmodule (z. B. Frost-cracking, Permafrostauftauen) erweitert. Das Modell wurde mit Klimawandelszenarien für den Illgraben kalibriert und forciert, ein Einzugsgebiet, das derzeit durchschnittlich 3-4 Murgänge pro Jahr produziert, und wir auch in anderen alpinen Einzugsgebieten angewendet werden. Folglich wirkt das Modell unterstützend für die Erklärung der Rolle der Klimavariabilität und der Entwicklung des Sedimentspeichers bei seltenen Ereignissen wie Murgängen.

Diese Arbeit wird in der Gruppe Wildbäche und Massenbewegungen an der WSL in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Peter Molnar (ETH Zürich) und Dr. Georgina Bennett (University of Exeter) durchgeführt.

 

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