Der Anteil der Strahlung an der Ablation von Hintereis- und Kesselwandferner (Ötztaler Alpen, Tirol) im Sommer 1958

  • Herfried Hoinkes
  • Gerd Wendler
Article

Zusammenfassung

Der vorliegende Bericht befaßt sich mit der Berechnung des Anteils der Strahlungsbilanz an der Ablation auf 15,5 km2 Gletscherflächen während der Ablationsperiode 1958. Die Gletscherflächen wurden in 175 Flächenelemente bestimmter Neigung und Richtung zerlegt und die direkte Sonnenstrahlung relativ zur horizontalen Fläche wurde für die Gletscher ermittelt. Die effektiv mögliche Sonnenscheindauer wurde für 177 Punkte auf den Gletscherflächen durch Vermessung bestimmt und daraus die Reduktion der Sonnenstrahlung durch die Horizontabschirmung berechnet. Der Gesamtverlust an direkter Sonnenstrahlung durch Neigung, Exposition und Horizontabschirmung betrug für alle Gletscher in der Ablationsperiode Mai bis September etwa acht Prozent. Durch die Wirkung der diffusen Strahlung verringert sich der Verlust auf etwa sechs Prozent für die Globalstrahlung der Ablationsperiode 1958. Ausgehend von der registrierten Sonnenscheindauer in Vent (1900 m), und der registrierten Globalstrahlung beim Hochjochhospiz (2410 m) sowie am Kesselwandferner (3240 m) wurde die Globalstrahlung für alle Gletscher berechnet. Aus der beobachteten Schneebedeckung der Gletscher und aus Messungen wurde die Albedo für die einzelnen Monate ermittelt und damit die kurzwellige Strahlungsbilanz abgeschätzt. Zusammen mit der von der Bewölkung abhängigen langwelligen Strahlungsbilanz wurde die gesamte Strahlungsbilanz für verschiedene Albedowerte in der Ablationsperiode 1958 berechnet. Für jeden Tag wurde die Höhe der Null-Grad-Isotherme ermittelt und damit die Größe der Gletscherfläche, auf der Schmelzung möglich war.

Die durch die Strahlungsbilanz verursachte Schmelzung wurde zu 21,4·106 m3 Wasser berechnet oder zu 64% der beobachteten Gesamtablation von 33,5·106 m3 Wasser. Der Anteil der Strahlung an der Eisablation ergab sich zu 61%, der an der Schneeablation zu 66%, was gut mit den Ergebnissen detaillierter Studien des Wärmehaushaltes an einzelnen Punkten auf Gletschern übereinstimmt. Es wird somit auch für die gesamte Gletscherfläche und die gesamte Ablationsperiode bestätigt, daß die Strahlung die wichtigste Energiequelle für die Ablation auf den Gletschern der Alpen ist.

Summary

The present report deals with the calculation of the contribution of net radiation towards ablation on 15.5 km2 of glacier surface during the ablation period 1958. The glaciers were subdivided into 175 surface elements of specific slope and exposure, and direct solar radiation calculated in relation to a horizontal surface for all glaciers. The local duration of bright sunshine throughout the year was surveyed for 177 points on the glaciers, and reduction of solar radiation owing to screening of the horizon by mountains calculated. The total loss in direct solar radiation owing to slope, exposure and screening, amounted to about eight per cent on an average for all glaciers in the ablation period May to September. Due to the contribution of diffuse radiation this loss is reduced to about six per cent of total short-wave radiation in the ablation period 1958. Based on the recorded duration of bright sunshine in Vent (1900 m), on the recorded total short-wave radiation at Hochjochhospiz (2410 m), and on the Kesselwandferner (3240 m), total short-wave radiation was calculated for all glaciers. Observations of snow cover on glaciers and measurements of albedo allowed an estimate to be made of the short-wave radiation budget in single months. Together with the long-wave radiation budget the total radiation budget for typical values of albedo during the ablation period 1958 could be calculated. For each day the height of the freezing level was determined, and the size of the glacier surface with possible melting.

The ablation caused by net radiation was calculated as 21.4·106 m3 of water, i. e. 64 per cent of the observed total ablation of 33.5·106 m3 of water. The contribution of radiation towards melting of ice was 61 per cent, towards melting of snow 66 per cent. This is in fair agreement with the results of detailed investigations of heat budget on single spots of glaciers. The present results, which are valid for the whole glacier surface and the total ablation period, confirm that solar radiation is the most important source of energy for ablation on glaciers in the Alps.

Résumé

Le présent mémoire se rapporte au calcul de la part du bilan de radiation revenant à l'ablation d'une surface de glaciers de 15.5 km2 durant la période d'ablation de 1958. On a divisé les glaciers en 175 éléments de surface selon leur exposition et leur pente. On a alors déterminé pour les glaciers le rayonnement solaire direct relativement à une surface horizontale. On a en outre déterminé par mensuration la durée d'insolation maximum possible pour 177 points des glaciers et on en a tiré la réduction du rayonnement solaire par suite de l'ombre portée par l'horizon. La perte totale en rayonnement solaire direct due à la pente, à l'exposition et à l'ombre portée par l'horizon représente environ 8% pour tous les glaciers durant la période d'ablation de mai à septembre. Par suite du rayonnement diffus, la perte se réduit à environ six pour-cent par rapport à la radiation globale pour la période d'ablation de l'année 1958. La radiation globale a été calculée pour tous les glaciers en partant de l'insolation mesurée à Vent (1900 m d'altitude) et de la radiation globale enregistrée à l'hospice du Hochjoch (2410 m) ainsi qu'au Kesselwandferner (3240 m).

On a estimé ensuite l'albédo mensuel par des mesures et des observations de la couverture de neige et on en a tiré le bilan de radiation à ondes courtes. En y ajoutant le bilan de radiation à longues ondes dépendant de la nébulosité, on a calculé le bilan total de radiation pour la période d'ablation 1958 et cela pour diverses valeurs de l'albédo. Pour chaque jour, on a déterminé l'altitude de l'isotherme de zéro degré ainsi que la grandeur de la surface du glacier qui en découle et où la fonte fut possible. L'eau de fonte due au bilan de radiation fut calculée à 21.4·106 m3, c'est à dire 64% des 33.5·106 m3 d'eau d'ablation mesurée. La part d'ablation due au rayonnement est de 61% pour la glace, de 66% pour la neige, ce qui correspond très bien aux résultats d'études détaillées de l'économie thermique faites à certains points de glaciers. Par là, on confirme que pour la période d'ablation totale ainsi que pour la surface totale du glacier, le rayonnement est la source d'énergie la plus importante pour l'ablation sur les glaciers des Alpes.

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Literatur

  1. 1.
    Ambach, W.: Über den nächtlichen Wärmeumsatz der gefrorenen Gletscheroberfläche. Arch. Met. Geoph. Biokl., A,8, 411–426 (1955).Google Scholar
  2. 2.
    Ambach, W.: Die Bedeutung des aufgefrorenen Eises für den Massen- und Energiehaushalt. Z. f. Gletscherkunde u. Glazialgeologie4, 169–189 (1961).Google Scholar
  3. 3.
    Ambach, W.: Untersuchungen zum Energieumsatz in der Ablationszone des Grönländischen Inlandeises. Meddelelser om Grønland174, Nr. 4, København: C. A. Reitzels Forlag 1963.Google Scholar
  4. 4.
    Ambach, W., andH. Hoinkes: The Heat Balance of an Alpine Snowfield. Publ. No. 61 of the I. A. S. H., Commission of Snow and Ice, 24–36 (1963).Google Scholar
  5. 5.
    Ambach, W., undH. Eisner: Klimatologische Interpretation eines Firnpollenprofiles. Veröff. Schweiz. Meteorol. Zentralanstalt Nr. 4, 25–31 (1967).Google Scholar
  6. 6.
    Baumgartner, A.: Gelände und Sonnenstrahlung als Standortfaktor am Gr. Falkenstein (Bayerischer Wald). Forstw. Cbl.79, 286–297 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Conrad, V.: Beiträge zur Kenntnis der Schneedeckenverhältnisse. 3. Mitteilung: Der Anteil des Schnees am Gesamtniederschlag und seine Beziehung zu den Eiszeiten. Gerl. Beitr. Geoph.45, 225–236 (1935).Google Scholar
  8. 8.
    Dirmhirn, I., undE. Trojer: Albedountersuchungen auf dem Hintereisferner. Arch. Met. Geoph. Biokl., B,6, 400–416 (1955).Google Scholar
  9. 9.
    Fliri, F.: Zur Witterungsklimatologie sommerlicher Schneefälle in den Alpen. Wetter und Leben16, 1–11 (1964).Google Scholar
  10. 10.
    Geiger, R.: Das Klima der bodennahen Luftschicht. 4. Aufl. Braunschweig: Verlag Fr. Vieweg & Sohn, 1961.Google Scholar
  11. 11.
    Grunow, J.: Sonnenscheindauer und Globalstrahlung auf dem Hohenpeissenberg. Ber. Deutsch. Wetterd. Nr. 81, 1962.Google Scholar
  12. 12.
    Hinzpeter, H.: Vergleichende Prüfung von Formeln zur Berechnung von Globalstrahlungssummen. Arch. Met. Geoph. Biokl. B,9, 60–72 (1958).Google Scholar
  13. 13.
    Hoeck, E.: Der Einfluß der Strahlung und der Temperatur auf den Schmelzprozeß der Schneedecke. Beitr. z. Geologie d. Schweiz, Geotechnische Serie, Hydrologie, Lieferung 8, Zürich 1952.Google Scholar
  14. 14.
    Hoinkes, H.: Wärmeumsatz und Ablation auf Alpengletschern. II. Hornkees (Zillertaler Alpen). Sept. 1951, Geogr. Annaler35, 116–140 (1953).Google Scholar
  15. 15.
    Hoinkes, H.: Der Einfluß des Gletscherwindes, auf die Ablation. Z. Gletscherk. u. Glazialgeol.3, 18–23 (1954).Google Scholar
  16. 16.
    Hoinkes, H.: Über glazial-meteorologische Arbeiten im Sommer 1952. Anzeiger math.-naturw. Kl. Österr. Akad. d. Wiss., 1954, 219–225.Google Scholar
  17. 17.
    Hoinkes, H.: Über Messungen der Ablation und des Wärmeumsatzes auf Alpengletschern mit Bemerkungen über die Ursache des Gletscherschwundes in den Alpen. Intern. Assoc. Scientific Hydrology, Gen. Ass. Rome 1954, Publ. No. 39, 442–448 (1956).Google Scholar
  18. 18.
    Hoinkes, H.: Das glazial-meteorologische Forschungsprogramm in den Ötztaler Alpen. Ber. Deutsch. Wetterd.8, Nr. 54, 8–13 (1959).Google Scholar
  19. 19.
    Hoinkes, H.: Gletscherschwankungen und Wetter in den Alpen. Veröff. Schweiz. Meteorol. Zentralanstalt, Nr. 4, 9–24 (1967).Google Scholar
  20. 19a.
    Hoinkes, H.: Das Eis der Erde. Weltweite Forschungsprogramme in der Internationalen Hydrologischen Dekade. Umschau in Wissenschaft und Technik68, 301–306 (1968).Google Scholar
  21. 20.
    Hoinkes, H., undH. Lang: Winterschneedecke und Gebietsniederschlag 1957/58 und 1958/59 im Bereich des Hintereis- und Kesselwandferners (Ötztaler Alpen). Arch. Met. Geoph. Biokl., B,11, 424–446 (1962).Google Scholar
  22. 21.
    Hoinkes, H., undH. Lang: Der Massenhaushalt von Hintereis- und Kesselwandferner (Ötztaler Alpen) 1957/58 und 1958/59. Arch. Met. Geoph. Biokl., B,12, 284–320 (1962).Google Scholar
  23. 22.
    Hoinkes, H., andR. Rudolph: Variations in the Mass Balance of Hintereisferner (Oetztal Alps) 1952–1961 and Their Relation to Variations of Climatic Elements. Symposium of Obergurgl Comm. of Snow and Ice, Publ. No. 58 of the I. A. S. H., 16–28 (1962).Google Scholar
  24. 23.
    Hoinkes, H., andR. Rudolph: Mass Balance Studies on the Hintereisferner, Oetztal Alps, 1952–1961. J. of Glaciology4, 266–278 (1962)Google Scholar
  25. 24.
    Hoinkes, H., undN. Untersteiner: Wärmeumsatz und Ablation auf Alpengletschern, I. Vernagtferner (Ötztaler Alpen), Aug. 1950. Geograf. Annaler34, 99–158 (1952).Google Scholar
  26. 25.
    Hoinkes, H., undG. Wendler: Die Berechnung des Strahlungsanteiles an der Ablation im Gebiete des Hintereis- und Kesselwandferners (Ötztaler Alpen) im Sommer 1958. Veröff. d. Schweiz. Met. Zentralanstalt. Nr. 4, 43–45 (1967).Google Scholar
  27. 26.
    Lang, H.: Massenhaushalt und Abfluß des Hintereis- und Kesselwandferners (Ötztaler Alpen) in den hydrologischen Jahren 1957/58 und 1958/59 (IGY, IGC). Dissertation, Univ. Innsbruck, 1962.Google Scholar
  28. 27.
    Lang, H.: Hydrometeorologische Ergebnisse aus Abflußmessungen im Bereich des Hintereisferners (Ötztaler Alpen) in den Jahren 1957/59. Arch. Met. Geoph. Biokl., B,14, 280–302 (1966).Google Scholar
  29. 28.
    Lauffer, I.: Das Klima von Vent. Dissertation, Univ. Innsbruck, 1966.Google Scholar
  30. 29.
    Pesch, J.: Die effektiv mögliche Sonnenscheindauer in Stunden (Tagbogenmesser) am Met. Observatorium der Universität Innsbruck. Nicht veröffentlicht. Bericht, 1959.Google Scholar
  31. 30.
    Sauberer, F., undI. Dirmhirn: Der Strahlungshaushalt horizontaler Gletscherflächen auf dem Hohen Sonnblick. Geograf. Annaler34, 261–290 (1952).Google Scholar
  32. 31.
    Sauberer, F., undI. Dirmhirn: Das Strahlungsklima. In:F. Steinhauser, O. Eckel undF. Lauscher: Klimatographie von Österreich. Österr. Akademie Wiss., Denkschriften3, 1. Lieferung, Wien: Springer-Verlag, 1958.Google Scholar
  33. 32.
    Schedler, A.: Die Bestrahlung geneigter Flächen durch die Sonne. Jb. Zentralanstalt f. Met. u. Geodyn. Jg. 1950, Neue Folge, 87. Bd., Anhang 7, Wien, 1951.Google Scholar
  34. 33.
    Schmidt, W.: Der Tagbogenmesser, ein Gerät zum Verfolgen der Bahn der Sonne am Himmel. Met. Z.68, 328–331 (1933).Google Scholar
  35. 34.
    Schoenbaechler, M.: Beziehung zwischen Strahlungsbilanz und Ablation des Aletschgletschers. Veröffentl. Schweiz. Met. Zentralanstalt Nr. 4, 39–42 (1967).Google Scholar
  36. 35.
    Tronov, M. V.: On the Role of Summer Snowfall in Glacier Variation. Symposium of Obergurgl, Comm. of Snow and Ice, Publ. No. 58, of the I. A. S. H., 262–269 (1962).Google Scholar
  37. 36.
    Volz, F.: Globalstrahlung auf geneigten Hängen. Met. Rundschau11, 132–135 (1958).Google Scholar
  38. 37.
    Wendler, G.: Die Berechnung des Strahlungsanteils an der Ablation im Gebiet des Hintereis- und Kesselwandferners, (Ötztaler Alpen) im Sommer 1958. Dissertation, Universität Innsbruck, 1964.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1968

Authors and Affiliations

  • Herfried Hoinkes
    • 1
  • Gerd Wendler
    • 1
  1. 1.Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität InnsbruckInnsbruck

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