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PERMOS
Schweizer Permafrostmessnetz
Das PERMOS Messnetz
Das Schweizer Permafrostmessnetz dokumentiert den Zustand und die Veränderungen des Gebirgspermafrosts in den Schweizer Alpen. Dazu sammeln wir Feldmessungen der Permafrostbedingungen im Rahmen des Klimamonitorings, die öffentlich zugänglich sind. PERMOS wird von sechs Partnerinstitutionen aus der Forschung getragen und finanziell von MeteoSchweiz im Rahmen von GCOS Schweiz, dem Bundesamt für Umwelt und der Schweizerischen Akademie der Naturwissenschaften unterstützt. Das Messnetz wird vom PERMOS-Office verwaltet.
Unsere Standorte
PERMOS beobachtet den Permafrost an 27 Standorten in den Schweizer Alpen, die sich zwischen 2200 und 3500 m ü.M befinden und typische Landformen von Permafrost im Gebirge repräsentieren: Blockgletscher, Schutthalden, Felswände oder -grate. An diesen messen wir Temperaturen in Bohrlöchern sowie an der Oberfläche, den relativen Eisgehalt im Boden und die Geschwindigkeit der Blockgletscher.
PERMAFROST – VERBORGEN IM UNTERGRUND
Permafrost ist ein wichtiges Phänomen in kalten Regionen in hohen Breiten- und Höhenlagen. In Gebirgsregionen wie den Alpen existiert der Permafrost typischerweise oberhalb der Baumgrenze. Er verbirgt sich in Schutthalden, Blockgletschern oder steilen Felswänden.
Im Gegensatz zu Gletschern ist Permafrost für uns nicht direkt sichtbar: Permafrost ist Untergrundmaterial, welches das ganze Jahr eine Temperatur bei oder unter 0 °C aufweist. Permafrost wird definiert anhand der Temperatur im Boden, seine praktische Relevanz und der Unterschied zu nicht-Permafrost ist jedoch auch abhängig vom Eisgehalt im Untergrund. Permafrost im Gebirge ist ein Klimaindikator und ist relevant für die Landschaftsentwicklung, Bau und Unterhalt von Infrastruktur oder die Hangstabilität.
Was ist Permafrost?
Permafrost ist eine Schlüsselkomponente der Kryosphäre in Polar- und Hochgebirgsregionen. Permafrost ist Untergrund, der während mindestens zwei Jahren eine maximale Temperatur von 0 °C aufweist, in den meisten Fällen über lange Zeiträume und bis in grosse Tiefen reichend. Der Eisgehalt im Boden der Permafrostregionen variiert sehr stark: In lockeren Sedimenten können massive Eislinsen von mehreren Metern Dicke existieren, während im Fels permanentes Eis nur in den Poren oder in Klüften zu finden ist.
Wo ist der Permafrost in den Schweizer Alpen?
In den Schweizer Alpen findet man Permafrost in der Regel in vegetationsfreien Gebieten oberhalb von 2600 m ü.M., in Felsen, Schutthalden, Blockgletschern oder Moränen. Permafrost wird unter 3–5% der Fläche der Schweiz vermutet. Die Permafrostverbreitung ist abhängig vom lokalen Klima, den Oberflächen- und Untergrundeigenschaften sowie den Schneeverhältnissen. Anders als in polaren Tundrenregionen kann im Hochgebirge aufgrund der die niedrigeren Sommertemperaturen und der Gesteins- oder Schuttoberflächen kaum Vegetation wachsen.
Warum ist Permafrost wichtig?
In Hochgebirgsregionen wie den Europäischen Alpen ist Permafrost relevant für die Entwicklung der Landschaft, für Bau und Unterhalt von Infrastruktur sowie für Naturgefahren. Weiter wurde Permafrost als eine der 54 sogenannten Essential Climate Variables (ECVs) des Global Climate Observing System (GCOS) definiert: Die ECVs sind eine Gruppe von Variablen, die entscheidend zur Charakterisierung des Klimas beitragen.
Wie kann man Permafrost beobachten?
Permafrost ist für das menschliche Auge nicht sichtbar. Deshalb sind wir auf Feldmessungen angewiesen. Die wichtigste Methode um Permafrost direkt zu beobachten, ist Temperaturen in Bohrlöchern zu messen. Indirekte geophysikalische Methoden werden eingesetzt, um, die Verteilung von Bodeneis und seiner Veränderungen zu erfassen. Mit Hilfe von geodätischen Untersuchungen wird untersucht, wie schnell sich Landformen im Permafrost bewegen. Auch Luft- und Satellitenbilder werden immer mehr zur Überwachung von Bewegungen im Permafrost eingesetzt.
Was ist ein Blockgletscher?
Blockgletscher sind geomorphologische Landformen in Bergregionen, welche auf Permafrostvorkommen hinweisen. Sie bestehen aus einer Mischung von Eis, Schutt und Felsblöcken, bewegen sich hangabwärts und bilden typischerweise zungenförmige Landformen mit einer steilen Front, deutlicher seitlicher Abgrenzung und einer Oberfläche mit sichtbaren Stauchwülsten. Blockgletscher sind also keine eigentlichen Gletscher! Ihre Oberflächengeschwindigkeit variiert je nach Blockgletscher zwischen Dezimetern und wenigen Metern pro Jahr und nimmt mit steigender Permafrosttemperatur zu.
Aktivitäten
PERMOS hat sich seit seinem Start vor mehr als 20 Jahren stetig weiterentwickelt. Das Messnetz und seine Partnerinstitutionen sind sowohl national als auch international in der Klimabeobachtung und Permafrostforschung aktiv. Einige unserer neuesten Aktivitäten werden hier vorgestellt.
Swiss Permafrost Bulletin 2022
Wie haben sich der schneearme Winter und der heisse Sommer 2022 auf den Permafrost in den Schweizer Alpen ausgewirkt? (Bulletin in englisch)
Schweizer Kryosphärenbericht 2022
Wir berichten über den Einfluss des Extremjahres 2022 auf Schnee, Gletscher und Permafrost in den Schweizer Alpen auf der Webseite des SAC-CAS (in…
HABEN SIE EINEN FELSSTURZ BEOBACHTET?
Im Rahmen von PERMOS dokumentieren wir Felssturzereignisse aus Permafrostgebieten in den Schweizer Alpen. Sie können uns helfen, möglichst viele Daten zu sammeln! Bitte melden Sie Ihre Beobachtungen über den Fragebogen des SLF oder die MountaiNow App! Vielen Dank für Ihren Beitrag!
Hier beantworten wir die häufigsten Fragen zu unserem Messnetz: wer wir sind, was wir messen und beobachten. Weitere Informationen sind auch in unseren Bericht und Publikationen zu finden – oder direkt beim PERMOS Office und unseren Partner-Institutionen.
Das Schweizer Permafrostmessnetz PERMOS sammelt und kuratiert Daten zum Permafrost in den Schweizer Alpen, um dessen Zustand und Veränderungen im Rahmen des Klimawandels zu beschreiben. PERMOS wird von einer Koordinationsstelle – dem PERMOS Office – geleitet. Die Feldmmessungen werden von sieben akademischen Partnerinstitutionen durchgeführt (ETH Zürich, SUPSI, Universitäten Freiburg, Innsbruck, Lausanne und Zürich, WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF). PERMOS wird finanziell unterstützt von MeteoSchweiz im Rahmen von GCOS Schweiz, dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) und der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz (SCNAT).
PERMOS beoachtetet und beschreibt den Zustand und die Veränderungen im Permafrost mittels In-situ-Messungen: Wir erfassen kontinuierliche Datenreihen von Temperaturen in Bohrlöchern und an der Oberfläche. Änderungen im Eisgehalt des Permafrosts können durch wiederholte geophysikalische Sondierungen beurteilt werden (geoelektrische Messung der Permafrostwiderstände) und mithilfe geodätischer Untersuchungen lässt sich feststellen, wie schnell sich Blockgletscher hangabwärts bewegen.
Alle im Rahmen von PERMOS gemessenen Daten können über das Datenportal visualisiert und heruntergeladen werden. Alle unsere Daten sind open access unter der Voraussetzung einer korrekten Zitierung gemäß der PERMOS Data Policy. Bei Fragen können Sie sich gerne an das PERMOS-Office oder den für die Messreihe zuständigen Partner wenden.
Die im Rahmen von PERMOS in den letzten 2 Jahrzehnten gewonnenen Daten deuten klar auf eine allgemeine Erwärmung des Permafrosts in den Schweizer Alpen, insbesondere in den letzten 10 Jahren. Die drei beobachteten Messgrössen zeigen ein einheitliches Bild: Die Permafrosttemperaturen nehmen zu, der Eisgehalt im Boden nimmt ab und die Blockgletscher kriechen immer schneller. Wir beobachten auch kurzfristige Abweichungen vom langfristigen Erwärmungstrend, wie zum Beispiel eine Abkühlungsperiode von 1–2 Jahren weil die winterliche Schneedecke sehr spät kam. Solche kurzfristen Ereignisse reichen jedoch nicht aus, um den langfristigen Trend zu kehren.
Die Erwärmung und das Auftauen des Permafrosts beeinflussen die Stabilität von steilen und dauerhaft gefrorenen Gebirgsflanken. Aufgrund von Laborstudien und unserem aktuellen Prozessverständnis erwarten wir, dass sich die Änderungen im Permafrost auf die Häufigkeit und Grösse von Felsstürzen im Hochgebirge auswirken. Eine statistische Analyse der Ereignisse ist allerdings schwierig, da keine vollständige Dokumentation von allen Ereignissen existiert. Neben einer möglichen Zunahmer der Ereignisse als Folge der Permafrosterwärmung führen auch die zunehmenden Aktivitäten im Schweizer Hochgebirge sowie die Sensibilisierung für das Thema zu mehr gemeldeten Ereignissen.
Die Permafrostverbreitung in den Polargebieten ist im Allgemeinen abhängig vom Breitengrad: Je grösser der Breitengrad, desto kälter und desto kontinuierlicher ist der Permafrost. Permafrost liegt großen Flächen zugrunde und kann bis mehrere Kilometer in die Tiefe reichen. Polarer Permafrost kommt häufig in Böden vor, die reich an organischer Substanz und von Vegetation bedeckt sind, und enthält große Mengen an Treibhausgasen. Im Gebirge ist die Permafrostverbreitung komplexer und wird stark von der Topographie bestimmt: Permafrost ist generell häufiger und kälter in höheren Lagen und die Permafrostgrenze an Südhängen deutlich höher als an Nordhängen. Permafrost im Gebirge ist typischerweise diskontinuierlich, reicht wenige zehn bis einige hundert Meter tief und ist räumlich sehr variabel. Permafrost im Gebirge findet man vorwiegend in Schutthalden oder steileren Felsgebieten. Aufgrund dieser Unterschiede können auch Messmethoden oder die Auswirkungen der Permafrosterwärmung zum Teil nicht direkt von den polaren Gebieten ins Hochgebirge übertragen werden.