Modelling alpine permafrost distribution in the Hohe Tauern region, Austria

Knowledge concerning permafrost distribution in the Alps is an important prerequisite to estimate potential developments caused by climate change. An assessment of natural hazards or the creation of risk maps in high alpine catchments very often requires the consideration of potential permafrost occurrence. The present study for the first time shows a high resolution and index based 2 permafrost distribution for the region Hohe Tauern (approx. 4400 km ), which is based on the empirical model PERMAKART 3.0. The approach integrates three different relief classes (rock walls, steep slopes, foot slope position) in a topoclimatic key. The used thresholds were calibrated with field observations (geophysical soundings, mapping) and adjusted to our study site. The modelling 2 results were validated with more than 600 BTS (bottom temperature of snow cover) measurements. At present an area of 550 km is affected by permafrost to a lesser or greater extent. The occurrence of permafrost varies according to aspect and relief conditions in some locations more than 1000 m in altitude. Low altitude sporadic permafrost occurrence is possible in shady northerly exposed slopes at 2000 m a.s. l. , whereas southerly exposed rock walls remain permafrost free even above 3000 m a.s. l. In the 2 national park “Hohe Tauern” (1856 km ) 25% of the area is underlain by permafrost. A simple scenario taking into account a possible temperature increase of 1 K would lead to widespread permafrost degradation. The produced permafrost map assists planers and decision-makers and contributes to better understanding of our mountain ecosystem. Die Kenntnis der Permafrostverbreitung in den Alpen ist eine wichtige Voraussetzung zur Abschätzung möglicher Veränderungen durch den Klimawandel. In hochalpinen Einzugsgebieten erfordert die Abschätzung von Naturgefahren oder die Erstellung von Gefahrenhinweiskarten den Einbezug potentieller Permafrostgebiete. Die vorliegende Studie zeigt erstmals für die Hohen Tauern 2 (rund 4400 km ) eine hochaufgelöste indexierte Permafrostmodellierung, die mit dem empirischen Modell PERMAKART 3.0 unter Berücksichtigung von drei Reliefklassen (Felsflächen, Steilhang, Hangfußlagen) in einem topo-klimatischen Schlüssel umgesetzt wurde. Die dafür verwendeten Grenzwerte wurden mittels Geländebefunden (u.a. geophysikalische Untersuchungen, Kartierungen) an das Untersuchungsgebiet angepasst. Die Modellergebnisse sind mit über 600 BTS (Basistemperatur der winterlichen Schnee2 decke) Messungen aus sechs Testgebieten validiert worden. Gegenwärtig ist auf einer Fläche von 550 km mit dem Auftreten von Permafrost zu rechnen, wobei je nach Exposition und Reliefbeschaffenheit das mögliche Auftreten von Permafrost um über 1000 Höhenmeter variieren kann. Vereinzelt tritt Permafrost in strahlungsarmen Nordexpositionen schon in Höhenlagen um 2000 m auf, dagegen ist in steilen südexponierten Felslagen erst oberhalb von 3000 m diskontinuierlicher Permafrost anzutreffen. Im National2 park “Hohe Tauern” (1856 km ) unterliegt rund 25% dem Einfluss von Permafrost. Ein einfaches Szenario unter Verwendung eines möglichen Temperaturanstiegs um 1 K deutet auf eine großflächige Permafrostdegradation hin. Die Permafrostkarte liefert Umweltplanern und Entscheidungsträgern wertvolle Hinweise zur regionalen Permafrostverbreitung und trägt zu einem besseren Verständnis unseres Gebirgsökosystems bei. _________________________________ ____________________________________________________________________________