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In den letzten Jahrzehnten hat sich der Permafrost in der Schweiz erwärmt. Es wurden zahlreiche Anzeichen von Degradation beobachtet, und die meisten Blockgletscher bewegen sich deutlich schneller. Das zeigen Langzeitmessungen des Schweizer Permafrostmessnetzes PERMOS. PERMOS wurde im Jahr 2000 als weltweit erstes nationales Permafrostmessnetz ins Leben gerufen und ist heute ein anerkannter Bestandteil der internationalen Gemeinschaft. Es liefert die grösste Datensammlung zu Permafrost in Gebirgsregionen, wobei die längste Zeitreihe mehr als 30 Jahre abdeckt.
Der Zeitraum 2000 bis 2019 war von zahlreichen extremen Wettersituationen geprägt, wie etwa den heissen Sommern 2003, 2015, 2017, 2018 und 2019 oder dem extrem schneearmen Winter 2016/2017. Vor allem aber waren dies die beiden Jahrzehnte mit den höchsten Lufttemperaturen, die je in der Schweiz gemessen wurden. Die fünf wärmsten Jahre wurden alle nach 2010 verzeichnet.
Mehr Wasser, weniger Eis
Die hohen Lufttemperaturen führten im gleichen Zeitraum auch zu signifikanten Veränderungen des Permafrosts in den Schweizer Alpen: Die in Bohrlöchern gemessenen Permafrosttemperaturen sind an allen 15 Beobachtungsstandorten angestiegen. Die 32-jährige und längste Messreihe vom Corvatsch-Murtèl im Oberengadin zeigt, dass sich der Permaforst seit Messbeginn in 10 Metern Tiefe um etwa 1 Grad Celsisus erwärmt hat, in 20 Metern um etwa 0,5 Grad. Auch die Auftauschicht – jene Schicht, die im Sommer positive Temperaturen erreicht – ist an den Bohrlochstandorten um mehrere Meter tiefer geworden. Ebenso ist der Wassergehalt im Permafrost deutlich gestiegen.
Blockgletscher kriechen schneller talwärts
Die Bewegungen der 15 vermessenen Blockgletscher (talwärts kriechende Schuttmassen bestehend aus Gesteinsblöcken und Eis) haben sich wesentlich beschleunigt. Ihre Geschwindigkeit liegt heute bei mehreren Metern pro Jahr – im Vergleich zu mehreren Dezimetern pro Jahr zu Beginn der Messungen in den 1990er-Jahren. Die Tendenz hat sich in den letzten 10 Jahren verstärkt, obwohl der generelle Trend an einigen Messstandorten von vorübergehenden Schwankungen unterbrochen wurde. So führte der schneearme Winter 2016/2017 zu einer kurzfristigen Abkühlung bis in grössere Tiefen, da der Untergrund ohne die isolierende Schneedecke auskühlen konnte.
Nahe der Oberfläche blieben die Jahresdurchschnittstemperaturen in den letzten 10 Jahren an den meisten Standorten über 0 Grad Celsius. Dies bedeutet, dass sich der Permafrost der Alpen nicht mit den aktuellen klimatischen Bedingungen im Gleichgewicht befindet. Dieses Ungleichgewicht spiegelt sich auch in einer Erwärmung des Permafrosts wider, die kleiner ist als die Zunahme der Lufttemperaturen im gleichen Zeitraum. Dies deutet darauf hin, dass sich der heute beobachtete Trend noch für lange Zeit und bis in grosse Tiefen fortsetzen wird.
Erwärmungsmuster und besseres Prozessverständnis
Zusätzlich zu den beobachteten Trends zeigen die Daten und Analysen der vergangenen 20 Jahre auch deutliche räumliche Muster bei der langfristigen Entwicklung des Permafrosts im Schweizer Hochgebirge. Der kalte Permafrost in den höchsten Gipfeln, wo permanentes Eis nur in Fels-Poren und Klüften zu finden ist, erwärmt sich zurzeit am schnellsten. In den flächenmässig grössten, eisreichen Schuttgebieten – in welchen die Permafrosttemperaturen nur wenig unter dem Schmelzpunkt liegen – ändern die Temperaturen hingegen nur wenig. Dies ist auf die grosse Menge Energie zurückzuführen, die zum Schmelzen des Eises benötigt wird. Dennoch ist hier der Anteil an Bodeneis kontinuierlich zurückgegangen und der Wassergehalt gestiegen.
Weiter hat sich gezeigt, dass die Schneebedingungen entscheidend sind. So können diese zum Beispiel den Erwärmungstrend kurzfristig bis in grössere Tiefen unterbrechen. Hitzewellen von einigen Tagen oder Wochen haben in diesem Fall nur einen beschränkten Einfluss. Schliesslich zeigen die Messungen, dass Änderungen der Deformationsgeschwindigkeiten von Blockgletschern generell der Entwicklung der Permafrosttemperaturen und des Wassergehalts folgen. Dies gilt selbst dann, wenn der Erwärmungstrend durch schneearme Winter unterbrochen wird.
Beobachtungen und Erkenntnisse über den Permafrost in Hochgebirgen sind für das Management von Berggebieten im Hinblick auf Naturgefahren, Infrastruktur und Landnutzung von grosser Bedeutung. Angesichts der schnellen Entwicklung des Permafrosts stehen viele Veränderungen jedoch noch bevor. PERMOS hat sich verpflichtet, auch in den nächsten 20 Jahren weiterhin die bestmöglichen Daten zu sammeln, zu interpretieren und zu kommunizieren.
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Schweizer Permafrost-Messnetz (PERMOS)
PERMOS feiert dieses Jahr sein 20-jähriges Bestehen. Es wird heute von Meteo Schweiz im Rahmen von GCOS Schweiz, dem Bundesamt für Umwelt und der Akademie für Naturwissenschaften Schweiz finanziert und durch die folgenden sechs Schweizer Forschungsinstitutionen getragen: Universitäten Lausanne, Freiburg und Zürich, ETH Zürich, Fachhochschule Südschweiz SUPSI und WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF.
Zur Dokumentation des Zustands und der Veränderungen von Permafrost in den Schweizer Alpen werden Temperaturen nahe der Oberfläche und in der Tiefe gemessen, Änderungen im Eisgehalt bestimmt und die Kriechgeschwindigkeit von Blockgletschern beobachtet.