Fischer, Andrea

Stocker-Waldhuber, Martin

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ÄUSSERES MULLWITZKEESMASSENHAUSHALT 2012/2013Jahresbericht des Instituts für Interdisziplinäre Gebirgsforschung, derÖsterreichischen Akademie der WissenschaftenMAG. M. STOCKER-WALDHUBER, DR. A. FISCHER04.12.2013im Auftrag von:Hydrographischer Dienst Tirol Nationalpark Hohe TauernHerrengasse 1–3 Nationalparkverwaltung TirolA–6020 Innsbruck, Austria Kirchplatz 2hydrographie@tirol.gv.at A–9971 Matrei i. O., AustriaTel.: +43(0)512 508 4251 Tel.: +43(0)4875 5161 0Fax.: +43(0)512 508 4205 Fax.: +43(0)4875 5161 20Durchführung der ArbeitMag. Martin Stocker-Waldhuber1/2 Dr. Andrea Fischer1martin.stocker-waldhuber@uibk.ac.at andrea.fischer@oeaw.ac.atTel.: +43(0)512 507 5492 Tel.: +43(0)512 507 49451Fax.: +43(0)512 507 2924 Fax.: +43(0)512 507 494991 Institut für Interdisziplinäre Gebirgsforschung, Österreichische Akademie der WissenschaftenTechnikerstraße 21a, Otto Hittmair-Platz 1, A–6020 Innsbruck, Österreichwww.mountainresearch.at2 Institut für Geowissenschaften und Geographie, Physische GeographieMartin–Luther–Universität, Halle–Wittenberg, Von–Seckendorff–Platz 4D–06120 Halle, Deutschlandhttp://www.geo.uni-halle.de2InhaltsverzeichnisInhalt 11. Allgemeines 22. Methode 33. Durchgeführte Arbeiten 43.1. Pegelablesungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.2. Frühjahrsbegehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.3. Herbstbegehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.4. Wetterstation und Totalisator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54. Auswertung 64.1. Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.2. Winterbilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.3. Jahresbilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115. Zusammenfassung der Ergebnisse 156. Mitarbeiter 17Literatur 17A. Anhang 181Äußeres Mullwitzkees, Massenhaushalt 2012/2013Jahresbericht des Instituts für InterdisziplinäreGebirgsforschung der Österreichischen Akademie derWissenschaften.Der vorliegende Bericht gibt eine Zusammenfassung über den Massenhaushalt des Mullwitz-keeses im hydrologischen Jahr 2012/13. Das Projekt wurde im Auftrag des Nationalparks HoheTauern und des Hydrographischen Dienstes (HD) der Abteilung Wasserwirtschaft beim Amt derTiroler Landesregierung im September 2006 gestartet. Die Messungen werden mit Hilfe der di-rekten glaziologischen Methode durchgeführt. Ziel dieser Messungen ist es, den Zusammenhangzwischen dem Massenhaushalt des Gletschers und dem lokalen Klima aufzuzeigen.1. AllgemeinesDas Mullwitzkees befindet sich in der Venedigergruppe in der Kernzone des NationalparksHohe Tauern. Der obere Teil des Gletschers (Äußeres Mullwitzkees) ist nach Süden ausge-richtet, während der untere Teil (Zettalunitzkees) und speziell die Zunge nach Süd-West bzw.West-Süd-West zeigen. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse auf andere Gletscher südlich desAlpenhauptkammes.Die Gletschergrenzen der südlichen Gletscher der Venedigergruppe wurden auf Grundlage derGletscherränder von 1998 und von Orthophotos für das Jahr 2009 neu kartiert.Fläche 1998: 3, 24 km2Fläche 2009: 2, 93 km2Die Höhe der Gletscherzunge lag 1998 auf 2610 m und ist im Zuge der Auswertung für dasJahr 2007 auf 2690 m aktualisiert worden. Für das Jahr 2008 wurde die Höhe der Zunge nichtkorrigiert. Auch 2009 lag der tiefste Punkt des Gletschers, trotz des Rückgangs auf 2690 m.Der Gletscher erstreckt sich bis in eine Höhe von 3400 m, knapp unterhalb des Hohen Zauns(3450 m). Aus Messungen im Rahmen des Gletscherinventars von 1998 ist bekannt, dass dieGletscherdicke im größten Teil des Gletschers nur zwischen 50 und 70m beträgt. Das Mullwitz-kees hat kein tiefes Firnbecken, sondern die Eisdicke wird nach oben hin eher kleiner. Dies undseine südseitige Ausrichtung lassen erwarten, dass der Gletscher auf Klimaänderungen besonderssensibel reagiert. Abbildung 1.1 gibt einen Überblick über das Einzugsgebiet oberes Dorfertal,mit dem neuen Orthophoto 2009 und den Gletschergrenzen des Inventars von 1998 und 2009.2Abbildung 1.1: Einzugsgebiet oberes Dorfertal, Koordinatensystem: Gauß-Krüger M31, Ortho-photo 2009. DK: Dorfer Kees, RK: Rainer Kees (Inneres Mullwitzkees), MK:Mullwitzkees (Äußers Mullwitzkees, die Zunge wird auch als Zettalunitzkeesbezeichnet.)2. MethodeZur Bestimmung des Massenhaushalts wird die direkte glaziologische Methode mit fixemHaushaltsjahr verwendet. Dabei wird bestimmt, wie viel Masse der Gletscher im Laufe eines Jah-res verliert bzw. gewinnt. Mit einem Jahr ist das hydrologische Jahr gemeint, welches am 01.10.beginnt und am 30.09. des Folgejahres endet. Bei dieser Methode wird davon ausgegangen, dass,speziell in den Alpen, während der Akkumulationsphase 01.10. bis 30.04. der Gletscher an Mas-se gewinnt und während der Ablationsphase 01.05 bis 30.09 an Masse verliert. Daher wird auch3von Winter-, Sommer- und Jahresbilanz gesprochen. Um die Ablation zu bestimmen, werdenPegel gebohrt, deren freie Enden mehrmals im Jahr abgelesen werden, um so den Abschmelz-betrag an diesen Punkten zu messen. Im Akkumulationsgebiet werden im Frühjahr und HerbstSchächte gegraben, um den Massenzuwachs zu erfassen. Der Massenzuwachs errechnet sich ausTiefe des Schachtes (bis zum Firn, also dem Schnee des Vorjahres) und der gemessenen Dichtedes Schnees (Abb. 2.1).Abbildung 2.1: links: Frühjahrsschacht 3 am 09.05.2013; rechts: Herbstschacht 3 am 22.09.2013.3. Durchgeführte Arbeiten3.1. PegelablesungenDie bereits vorhandenen Pegel wurden in der Ablationsperiode 2013 regelmäßig abgelesenund die Pegel 1, 4 und 7 je 8 m neu gebohrt. Die Ablesungen und die Erneuerungen der Pegelwurden am 08.10.2012, 01.04.2013, 19.06.2013, 06.08.2013, und am 23.09.2013 durchgeführt.43.2. FrühjahrsbegehungZur Bestimmung der Winterbilanz müssen am Ende des Winters Schneeschächte gegrabenwerden. Weiters ist es wichtig, die räumliche Verteilung der Schneehöhe am Gletscher zu kennen.Die Frühjahrsbegehung wurde am 08. und 09. Mai 2013 durchgeführt. Nach der Fahrt bis zurKehre unterhalb des Steinbruchs erfolgte der weitere Aufstieg zu Fuß über die Jahannishütte unddas Zettalunitzach bis zur Gletscherzunge. Aufgeteilt in zwei Gruppen wurde über die Zunge biszu den Schächten eins und zwei und weiter zum Defreggerhaus sondiert. Nach der Übernachtungim Defreggerhaus wurden die Schächte fertiggestellt und weiter über das Plateau bis Pegel 16und Schacht 3 sondiert. Zusätzlich wurde ein weiterer Schacht (MWFS4) auf der Gletscherzungegegraben. Das Wetter an beiden Tagen: klare wolkenlose Nächte und Vormittage, rascher Aufzugmittelhoher Bewölkung, Nebel an den Nachmittagen.3.3. HerbstbegehungBei der Herbstbegehung werden zur Bestimmung der Jahresbilanz Schneeschächte gegraben,Sondierungen durchgeführt und die Ablationspegel abgelesen. Die Herbstbegehung fand am 22.und 23. September 2013 statt. Nach der Auffahrt mit dem Auto zur Johannishütte erfolgte derAufstieg über den Normalweg bis zum Defreggerhaus und weiter mit Ski bis Schacht 3. Weiterswurde über Pegel 16 bis Schacht 2 und hoch über das Plateau bis Schacht 1 sondiert. Am zweitenTag wurde über Schacht 2 bis Pegel 15 und 17 sondiert bzw. alle Pegel abgelesen. Zum Zeitpunktder Herbstbegehung lagen 15–80 cm Neuschnee. An den Schachtpositionen 1, 2, und 3, lagendie Schneehöhen zwischen 150 und 180 cm. Das Wetter zum Zeitpunkt der Herbstbegehung:stürmischer Nordföhn, mittelhohe und hohe Bewölkung aber auch immer wieder Sonnenschein,nahezu wolkenlos am 23.09.2013.3.4. Wetterstation und TotalisatorWichtige Parameter, die das Haushaltsjahr des Gletschers bestimmen sind unter anderen dieTemperatur und der Niederschlag. Diese werden in der Wetterhütte und am Totalisator in derNähe des Defreggerhauses gemessen (für den Niederschlag s. Tab. 3.1). Der Temperaturfühler inder Wetterhütte wurde am 08.05.2013 und am 23.09.2013 getauscht (neu: SN.: 1298191).5Messung [cm] Bemerkung Niederschlag [mm]Datum 1 2 3 4 508.10.2012 60,5 60,6 60,6 60,6 60,5 neu befüllt03.01.2013 49,1 49,1 49,1 49,0 49,0 37601.04.2013 39,1 39,1 39,1 39,0 39,0 70108.05.2013 35,9 35,9 35,9 35,8 35,8 80519.06.2013 27,2 27,2 27,2 27,1 27,1 109002.08.2013 21,0 21,0 21,1 21,1 21,1 128206.08.2013 20,7 20,7 20,8 20,8 20,8 129739,9 39,9 40,0 40,0 40,0 abgelassen23.09.2013 31,6 31,6 31,6 31,5 31,5 1572Tabelle 3.1: Auslesung Totalisator (von oben) und Niederschlag.4. Auswertung4.1. DefinitionenS gesamte Gletscherfläche B Gesamtjahresbilanzb spezifische Massenbilanz Sa Fläche des AblationsgebietesBa Gesamtbilanz Ablationsgebiet ba spezifische Bilanz AblationsgebietSc Fläche des Akkumulationsgebietes Bc Gesamtbilanz Akkumulationsgebietbc spezifische Bilanz Akkumulationsgebiet wi als Index bedeutet Winterso als Index bedeutet Sommer ELA Höhe der GleichgewichtslinieSc/S Verhältnis Akkumulations- Gesamtfläche WW WasserwertTabelle 4.1: Notationen, die in dieser Arbeit verwendet werden.6S = Sc + Sa (4.1) B = Bc + Ba (4.2)Für die spezifischen Bilanzen gelten folgende Beziehungen:b = bwi + bso (4.3) bso = b− bwi (4.4)bwi = Bwi/S (4.5) bso = Bso/S (4.6)bc = Bc/Sc (4.7) ba = Ba/Sa (4.8)Tabelle 4.2: Zur Massenhaushaltsbestimmung gültige Beziehungen.4.2. WinterbilanzUm die Winterbilanz zu bestimmen, wird aus der ermittelten Dichte und Tiefe der Frühjahrs-schächte der Wasserwert berechnet. Die Schneehöhe der Sondierungen wird ebenfalls mit dermittleren Dichte der Schächte in Wasseräquivalent umgerechnet. Aus Tabelle 4.3 sind die Was-serwerte und die mittlere Dichte der Frühjahrsschächte zu entnehmen, bzw. deren Lage aus Ab-bildung 4.1.Schachtnummer Tiefe [m] Dichte [kg/m3] Wasserwert [mm]1 4,52 505 22832 3,73 483 18023 2,49 451 11244 2,49 539 1342Tabelle 4.3: Tiefe, mittlere Dichte und Wasserwert der Frühjahrsschächte.7Abbildung 4.1: Mullwitzkees mit Gletschergrenze 2009; Lage der Pegel und der Frühjahrs– undHerbstschächte.8Abbildung 4.2: Flächen gleichen Wasserwertes der Winterbilanz gültig für den 30.04.2013 undfür die Gletschergrenze 2009, sowie Punkte der Sondierungen und Schächte.90 1 2 3 4 5 6 7x 1052600270028002900300031003200330034003500Bilanz [m³], Fläche [m²]Höhenstufen [m]Winterbilanz Mullwitzkees 2012/13  Bilanz [m³]Fläche [m²]0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 18002600270028002900300031003200330034003500b [mm]Höhenstufen [m]Spezifische Winterbilanz 2012/13Abbildung 4.3: Nettobilanz [105 m3] und Fläche [105 m2] der Höhenstufen (links) und mittlerespezifische Bilanz [mm ww] der Höhenstufen (rechts) gültig für den Winter deshydrologischen Jahres 2012/13 am Mullwitzkees.Höhenstufe Fläche [km2] Bilanz [103 m3] Wasserwert [mm]3425 0,024 21,8 9003375 0,118 112,7 9543325 0,199 217,7 10963275 0,293 380,8 12993225 0,364 618,3 17013175 0,281 498,0 17693125 0,238 406,8 17113075 0,243 393,1 16203025 0,271 397,0 14632975 0,248 339,8 13722925 0,266 361,0 13572875 0,179 240,5 13402825 0,104 143,8 13782775 0,065 70,4 10882725 0,038 36,6 9562675 0,0004 0,5 1100Gesamt 2,931 4238,6 1446Tabelle 4.4: Flächen– und Winterbilanz– Höhenverteilung (Mittelwerte der Höhenstufen).Aus Tabelle 4.4 sind die Werte der Winterbilanz, gültig von 01.10.2012 bis 30.04.2013, zu10entnehmen. Die Winterbilanz Bwi = 4238, 6 · 103 m3 ergibt sich aus der Summe der Bilanzwer-te der einzelnen Höhenstufen. Für die Akkumulationsperiode 2012/13 ergab sich eine mittlerespezifische Bilanz von bwi = 1446 mm. In Abbildung 4.2 sind die Flächen gleichen Wasser-wertes gültig für den 30.04.2013 sowie die Lage der Schächte und Punkte der Sondierungenam Mullwitzkees dargestellt. Der Verlauf der Nettobilanz, der Fläche und der mittleren spezifi-schen Bilanz pro Höhenstufe gültig für den Winter des hydrologischen Jahres 2012/13 sind inAbbildung 4.3 aufgezeichnet.Bwi = 4238, 6 · 103 m3bwi = 1446mm4.3. JahresbilanzFür die Jahresbilanz (01.10.2012 – 30.09.2013) sind sowohl die Ablationswerte als auch dieAkkumulationswerte über diesen Zeitraum betrachtet von ausschlaggebender Bedeutung. DieAblationswerte am Ende des hydrologischen Jahres, welche ja Messwerte in cm Eis darstellen,werden mit einer mittleren Dichte von Eis ρ = 900 kg/m3 in mm Wasserwert umgerechnet.Der zweite Term in der Jahresbilanz ist die Rücklage am Ende des hydrologischen Jahres. Siewird ebenfalls in mm Wasser angegeben und wird gebildet aus dem Produkt der Schachttiefeund der mittlerer Schneedichte des Schachtes. Aus Tabelle 4.5 sind die Wasserwerte und diemittlere Dichte der Herbstschächte und aus Tabelle 4.6 die Wasserwerte der einzelnen Pegel zuentnehmen, bzw. deren Lage aus Abbildung 4.1.Schachtnummer Tiefe [m] Dichte [kg/m3] Wasserwert [mm]1 1,50 439 6592 1,80 474 8523 1,49 479 714Tabelle 4.5: Tiefe, mittlere Dichte und Wasserwert der Herbstschächte.11Pegelnummer Wasserwert [mm] Pegelnummer Wasserwert [mm]1 -1118 8 -6972 -872 10 -1203 -788 11 -9194 -914 15 -12725 -1296 16 -526 -774 17 -7067 -2430Tabelle 4.6: Wasserwerte der Ablation an den Pegeln (01.10.2012–30.09.2013).Zusätzlich werden im Rahmen der Herbstbegehung Sondierungen durchgeführt, um die Ver-teilung der Altschneedecke zu bestimmen. Mit Hilfe von Fotos, den Sondierungen und den ein-zelnen Wasserwerten, wird eine Karte, Abbildung 4.4, mit Isolinien des Wasserwertes erstelltund die Jahresbilanz berechnet. Das Gebiet der Rücklage (Blau) ist bestimmt durch die Schnee-verfrachtung während des Jahres. Da der Wind hauptsächlich, besonders im Winter, aus Nordbzw. Nord-West weht, wurden, wie in den Jahren zuvor die größten Schneehöhen in den Muldenbzw. im Lee der überströmten Kanten gefunden. Die rote Linie (Gleichgewichtslinie) markiertden Übergang zwischen Akkumulations- und Ablationsgebiet. Das Maximum der Ablation wur-de am Zungenende des Gletschers gefunden. Aus Tabelle 4.7 sind die Werte der Jahresbilanz zuentnehmen.12Höhenstufe Fläche [km2] Bilanz [103 m3] Wasserwert [mm]3425 0,024 -6,0 -2503375 0,118 5,3 453325 0,199 86,2 4343275 0,293 -1,0 -33225 0,364 185,5 5103175 0,281 117,8 4183125 0,238 7,6 323075 0,243 -53,3 -2203025 0,271 -114,8 -4232975 0,248 -139,7 -5642925 0,266 -258,8 -9732875 0,179 -166,6 -9292825 0,104 -92,9 -8902775 0,065 -110,9 -17142725 0,038 -96,1 -25082675 0,0004 -1,2 -2750Gesamt 2,931 -638,7 -218Tabelle 4.7: Flächen– und Jahresbilanz– Höhenverteilung (Mittelwerte der Höhenstufen).Wie bereits bei der Winterbilanz wird über die jeweiligen Flächen integriert und anschlie-ßend mit der Gesamtfläche die spezifische Jahresmassenbilanz ermittelt. Die Flächen gleichenWasserwertes gültig für den 30.09.2013, die Gletschergrenze von 2009 sowie die Punkte derSondierungen und Schächte im Herbst 2013 sind in Abbildung 4.4 grafisch dargestellt. In Abbil-dung 4.5 ist der Verlauf der Fläche, der Jahresbilanz und der spezifischen Bilanz pro Höhenstufeaufgezeichnet.B = −638, 7 · 103 m3b = −218mm13Abbildung 4.4: Flächen gleichen Wasserwertes der Jahresbilanz gültig für den 30.09.2013 undfür die Gletschergrenze 2009, sowie Punkte der Sondierungen und Schächte imHerbst 2013.14−3 −2 −1 0 1 2 3 4x 1052600270028002900300031003200330034003500Bilanz [m³], Fläche [m²]Höhenstufen [m]Massenbilanz Mullwitzkees 2012/13  Bilanz [m³]Fläche [m²]−3000 −2500 −2000 −1500 −1000 −500 0 500 10002600270028002900300031003200330034003500b [mm]Höhenstufen [m]Spezifische Bilanz 2012/13Abbildung 4.5: Nettobilanz [105 m3] und Fläche [105 m2] der Höhenstufen (links) und mittlerespezifische Bilanz [mm ww] der Höhenstufen (rechts) gültig für das hydrologi-sche Jahr 2012/13 am Mullwitzkees.Um nun auf die Sommerbilanz zu schließen, wird die Winterbilanz von der Jahresbilanz subtra-hiert. Dabei gelten die oben genannten Formeln:Bso = B −Bwi und bso = b− bwiFür die Sommerbilanz ergeben sich daher folgende Werte:Bso = −4877, 3 · 103 m3bso = −1664mm5. Zusammenfassung der ErgebnisseIn Tabelle 5.1 sind die Ergebnisse der Jahres-, Winter- und Sommerbilanz, getrennt nachAblations- und Akkumulationsgebiet zusammengefasst.15Jahresbilanz Winterbilanz Sommerbilanz EinheitSc 1,207 km2Bc 617,7 103 m3bc 512 mmSa 1,725 km2Ba -1256,4 103 m3ba -728 mmS 2,931 2,931 2,931 km2B -638,7 4238,6 -4877,3 103 m3b -218 1446 -1664 mmSc/S 0,412ELA 3119 mTabelle 5.1: Kennzahlen der Jahres-, Winter- und Sommerbilanz 2012/13.Sc Bc bc Sa Ba ba S B b bs bw ELA Sc/Skm2 106 m3 mm km2 106 m3 mm km2 106 m3 mm mm mm m2006/07 0,639 0,436 682 2,444 -4,897 -2004 3,083 -4,461 -1447 -2121 674 3187 0,2072007/08 1,220 0,932 764 1,864 -2,912 -1562 3,084 -1,980 -642 -2052 1410 3115 0,3962008/09 1,110 0,452 408 1,916 -1,926 -1005 3,026 -1,474 -487 -2006 1519 3116 0,3672009/10 1,003 0,424 423 2,023 -1,906 -942 3,026 -1,481 -490 -1797 1307 3105 0,3322010/11 0,431 0,107 248 2,501 -3,926 -1570 2,931 -3,820 -1303 -2127 824 > GN 0,1472011/12 0,326 0,064 197 2,605 -3,806 -1461 2,931 -3,741 -1276 -2772 1496 > GN 0,1112012/13 1,207 0,618 512 1,725 -1,256 -728 2,931 -0,639 -218 -1664 1446 3119 0,412Tabelle 5.2: Kennzahlen der Jahres-, Winter- und Sommerbilanz von 2006 bis 2013(Stocker-Waldhuber et al., 2013); > GN = über Gipfelniveau.166. MitarbeiterDie Feldarbeiten bzw. Totalisatorablesungen wurden von M. Stocker-Waldhuber, B. Seiser, C.Mitterer, K. Helfricht, R. Mariacher, A. Jestl, E. Egger und R. Egger durchgeführt. Die Auswer-tung und der Bericht stammen von M. Stocker-Waldhuber.LiteraturStocker-Waldhuber, M., A. Fischer, und M. Kuhn, 2013: Glacier Mass Balance of Mullwitzkees,Hohe Tauern, Austria, from 2006-2012. doi:10.1594/PANGAEA.806662.17A. AnhangAbbildung A.1: Gletscherzunge am 02.08.2013.Abbildung A.2: Ausaperungsmuster am 06.08.2013.18Abbildung A.3: Ausaperungsmuster am 02.08.2013.Abbildung A.4: Ausaperungsmuster am 06.08.2013.19Abbildung A.5: Schneebedeckte Gletscherzunge am 23.09.2013.Abbildung A.6: Schneebedecktes Gletscherplateau am 23.09.2013.20Abbildung A.7: Geschlossene Neuschneedecke am Gletscher am 23.09.2013.21

Äußeres Mullwitzkees - Massenhaushalt 2012/2013

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