Modellierung von Gletschern

WaSiM bietet zwei unterschiedliche Gletschermodell-Ansätze an: das (alte) statische und das (neuere) dynamische Gletschermodell.

Das statische Gletschermodell

Gletscherflächen sind in WaSiM-ETH als separate Teilgebiete auszugliedern. Ein Input-Grid, welches die Gletscher in Eis- und Firnflächen unterteilt, sorgt für eine flächendifferenzierte Berechnung von Gletscherschmelze und Gletscherabfluss. Dabei muss ein solches Teilgebiet nur aus Gletscherzellen bestehen, entweder Firn oder Eis. Es können keine teilvergletscherten Zellen definiert werden.

Die Eis-, Firn- und Schneeschmelze wird nach Ansätzen von Hock (1997) modelliert. Es kann zwischen einem Temperatur-Index- Verfahren mit oder ohne Strahlungskorrektur gewählt werden.

Die Abflusskonzentration für das Gletschergebiet wird getrennt für die Abflussanteile aus Eis-, Firn- und Schneeschmelze berechnet (Verwendung von separaten Einzellinearspeichern). Am Gletscherauslass werden die Abflusskomponenten wieder zusammengeführt.

Zu beachten ist, dass keine Flächen- und Massenänderungen von Gletschern simuliert werden.

Das Dynamische Gletschermodell

Das dynamische Gletschermodell verwendet im Gegensatz zum statischen Gletschermodell keine festen Zuordnungen von einzelnen Zellen als Gletscher. Vielmehr kann für jede Zelle defeiniert werden, welcher Anteil vergletschert ist. Demzufolge ist es auch nicht mehr notwendig, dass jeder Gletscher sein eigenes Teilgebiet zugewiesen bekommt. Es empfiehlt sich aber, einzelne Gletscher oder Gruppen ähnlicher Gletscher zumindest in separaten Teilgebiete zu modellieren, um die Abflüsse separat untersuchen zu können.

im dynamischen Gletschermodell wird jeder Gletscher mit einer ID versehen (neues Input-grid). EInmal pro Modelljahr, z.B. Ende September, wird aufgrund der akkumlierten Massebilanzen die Grösse aller Gletscher neu berechnet (separat pro Gletscher). Entsprechend der Grössenänderung werden Zellen oder Bruchteile davon zu den Gletschern hinzu- oder weggenommen. Auf diese Weise lassen sich in Langzeitsimulationen Gletschervorstösse und -Rückzüge modellieren.

Weiterhin besitzt das dynamische Gletschermodell ein Modul, welches aus altem Schnee zunächst Firn und dann nach Ablauf einer bestimmten Anzahl von Jahren Eis macht.

die Schmelz- und Abflusskonzentrationsalgorithmen sind identisch mit jenen des statischen Gletschermodells

Detaillierte Ausführungen zur Modellierung von Glacier Runoff enthält der gleichnamige Abschnitt der Modelldokumentation.

Referenzen