Europäischer Satellit misst genau, wie viel Eis von Gletschern verloren gegangen ist

Da die globale Erwärmung unsere Atmosphäre immer weiter aufheizt, zahlen die Gletscher der Welt den Preis dafür. In zehn Jahren sind sie insgesamt um 2 Prozent geschrumpft. Anders ausgedrückt: Insgesamt haben die Gletscher durch die Erwärmung der Luft 2.720 Gigatonnen Eis verloren.

Woher wissen wir das? Die CryoSat-Mission der Europäischen Weltraumorganisation lieferte Daten über den Gletschereisverlust im Zeitraum 2010–2020. Mindestens 89 Prozent davon sind auf die Erwärmung der Temperaturen zurückzuführen. Darüber hinaus trägt der Eisverlust von Gletschern stärker zum Anstieg des Meeresspiegels bei als der Eisverlust einer der riesigen Eisschilde auf Grönland und der Antarktis.

Dr. Livia Jakob von Earthwave und Noel Gourmelen von der University of Edinburgh im Vereinigten Königreich haben gerade eine Datenverarbeitungstechnik veröffentlicht, die die Nutzung von CryoSat-Daten revolutioniert hat. Dabei wurden zahlreiche neue Daten über vereiste Gebiete und Gletscher ans Licht gebracht, die zur Entdeckung des Eisverlusts führten.

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„Mit dieser Technik konnten wir Gletscher auf der ganzen Welt untersuchen“, erklärt Jakob. „Wir können berichten, dass die Berggletscher zwischen 2010 und 2020 insgesamt 2 % ihres Volumens verloren haben.“

Die neue Analyse der CryoSat-Daten habe den Verlust von 2720 Gigatonnen ergeben, sagte sie. „Man kann sich das wie einen riesigen Eiswürfel vorstellen, größer als Europas höchster Berg, was ziemlich schockierend ist“, sagte sie. „Wichtig ist, dass wir auch herausgefunden haben, dass die Lufttemperatur, die das Schmelzen der Eisoberfläche verursacht, für 89 % dieses Eisverlusts verantwortlich ist.“

Verantwortlich für diese abnehmende „Oberflächenmassenbilanz“ sind wärmere Lufttemperaturen. Allerdings fand das Forschungsteam auch heraus, dass etwas namens „Eisausfluss“ für die anderen 11 % des Eisverlusts verantwortlich war. Das ist ein Faktor, der mit Gletschern zusammenhängt, die an eine Küste grenzen. Dort trägt das wärmere Meerwasser dazu bei, die „Front“ des Eisstroms dünner zu machen.

„Ich bin mir sicher, dass die meisten Menschen zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommene Fotos gesehen haben, die zeigen, wie sich ein Gletscherendpunkt im Laufe der Zeit zurückgezogen hat“, sagte Gourmelen. „Und das können wir auch auf Satellitenbildern erkennen.“ Aber wir müssen messen, wie sich das Volumen eines Gletschers verändert, um wirklich verstehen zu können, was passiert.“

Gormelen erklärte, wie die CryoSat-Datenanalyse Wissenschaftlern hilft, den Eisverlust auf der ganzen Welt zu vergleichen. „Der relative Beitrag der abnehmenden Oberflächenmassenbilanz und des zunehmenden Eisabflusses zur Änderung des Meeresspiegels ist für die Eisschilde Grönlands und der Antarktis wohlbekannt“, sagte er. „Jetzt wissen wir mehr darüber, wie Atmosphäre und Ozean zusammenwirken, um Gletscher zu schmelzen. Es gibt noch viel zu tun, um diese Zahlen zu verfeinern und dieses Wissen in unsere Gletscherprojektionen zu integrieren.“

Bei dieser Analyse wurden Daten des Satelliten verwendet, als dieser sich im Schwadaltimetriemodus befand. Im Wesentlichen erfasste der Satellit Daten über weite Geländeabschnitte und maß die Höhe von Gletschern, Wasser und Land. Solche Satellitenradar-Höhenmesser überwachen seit langem Änderungen der Höhe der Meeresoberfläche. Sie überwachen auch Veränderungen in der Höhe der riesigen Eisschilde, die Orte wie die Antarktis und Grönland bedecken. Das Instrument misst die Zeit, die ein Radarimpuls benötigt, um von der Erde zurück zum Satelliten zu reflektieren. Kombiniert man das mit der genauen Position des Satelliten im Weltraum, erhält man die Höhe der Oberfläche darunter.

Gebirgsgletscher sind seit langem wichtige Indikatoren des Klimawandels, Schätzungen zum globalen Gletschermassenverlust beschränken sich jedoch auf wenige wissenschaftliche Studien. Dies liegt daran, dass die Kartierung und Überwachung von Gletschern große Herausforderungen mit sich bringt. Dies liegt vor allem daran, dass sie sich in komplexem, rauem Gelände befinden. Außerdem gibt es keine spezielle Satellitenmission zur Kartierung von Gletschern. Deshalb sind die CryoSat-Daten so wertvoll.

„Ich bin mir sicher, dass die meisten Menschen zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommene Fotos gesehen haben, die zeigen, wie sich ein Gletscherendpunkt im Laufe der Zeit zurückgezogen hat. Und das können wir auch auf Satellitenbildern erkennen“, sagte Gourmelen. „Aber wir müssen messen, wie sich das Volumen eines Gletschers verändert, um wirklich zu verstehen, was passiert.“

Der Höhenmesser von CryoSat ist nicht speziell für die Messung von Veränderungen in Gebirgsgletschern konzipiert. Der Einsatz der Schwadkartierungstechnik des Satelliten für eisiges Gelände ist jedoch von unschätzbarem Wert. Es hat Wissenschaftlern ermöglicht, ihre Schätzungen zum Eisverlust in Gletschern zu verfeinern und Vorhersagen über den daraus resultierenden Anstieg des Meeresspiegels zu treffen.

CryoSat ist seit seiner Einführung damit beschäftigt, den Eisverlust auf der ganzen Welt zu messen. Im Jahr 2021 zeigten die Daten, dass der Golf von Alaska zwischen 2010 und 2019 jährlich 76 Gigatonnen Eis verloren hat. Asiatische Gletscher verloren etwa 28 Gigatonnen pro Jahr. Das entspricht etwa einem Anstieg des Meeresspiegels um 0,21 bis 0,05 mm pro Jahr. Im Jahr 2021 berichteten Wissenschaftler, dass die polaren Eisschilde zwischen 1992 und 2020 7.560 Milliarden Tonnen Eis verloren haben. Im Jahr 2019 verloren Grönland und die Antarktis 444 Milliarden Tonnen bzw. 168 Milliarden Tonnen Eis.

Im selben Jahr berichteten Wissenschaftler, dass der Gesamtverlust aller Gletscher der Welt 9 Billionen Tonnen Eis überstieg. Diese Verluste sind direkt auf die Erwärmung der Atmosphärentemperaturen auf der ganzen Welt zurückzuführen. Sollten die Eisschilde weiterhin in diesem Tempo an Masse verlieren, so prognostiziert der Weltklimarat, dass sie bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zwischen 148 und 272 mm zum globalen mittleren Meeresspiegel beitragen werden.

CryoSat enthüllt Eisverlust von GletschernGletschermassenverlust zwischen 2010 und 2020 wird durch atmosphärischen Antrieb dominiertCryoSat enthüllt Eisverlust von Gletschern in Alaska und Asien