Die polaren Schnee- und Eiskappen ermöglichen einen Blick durchs Schlüsselloch in die Vergangenheit der Erdgeschichte. Um diese Archive besser zu verstehen, erforschen wir in der Antarktis und Arktis den Schnee und wie dieser „altert“. Unsere Erkenntnisse dazu verbessern auch Klimamodelle.
Wegen der immer währenden Minusgrade dauert es in der Antarktis etwa tausend Jahre, auf dem grönländischen Eisschild um die 100 Jahre bis sich Schnee vollständig in Eis umgewandelt hat. Deshalb ist die Schnee- und Firndecke in den polaren Gebieten bis zu hundert Meter dick. Zum Vergleich: In den Alpen wandelt sich der Schnee normalerweise innerhalb eines Jahres zu Gletschereis um; die Schneedecke ist oft nur wenige Meter dick. Auch unterscheiden sich die alpinen und polaren Schneedecken darin, dass in den hohen Breiten weniger Niederschlag fällt und starke Winde den Schnee dort viel intensiver bearbeiten als bei uns.
Klima rekonstruieren
Eisbohrkerne sind einzigartige Klimaarchive: Die im Eis eingeschlossenen Luftbläschen geben Auskunft darüber, wie die Atmosphäre vor Tausenden von Jahren zusammengesetzt war – daraus können Klimaforscher das Klima rekonstruieren. Um die Bohrkerne richtig zu interpretieren, müssen wir genau verstehen, wie Schnee über Firn zu Eis wird – denn Schnee ist das Augangsmaterial der Eisbohrkerne.
Deshalb sammeln wir in den Kältewüsten regelmässig Daten wie Neuschneemengen, Schneeprofile, Temperaturen und Erosionsmessungen, sowie Lufttemperatur und -feuchte, Wind und einfallende Strahlung. Wir entwickelten dafür auch eigene Messgeräte, um etwa Schneeeigenschaften zu messen. In unserem Kältelabor am SLF besitzen wir einen Computertomographen, um die Schneestruktur auf den Mikrometer genau dreidimensional zu vermessen – ähnlich wie ein Arzt den Körper eines Patienten im Tomographen durchleuchtet.
Mit diesen Daten speisen wir unter anderem unser Schneedecken- und Strahlungsbilanz-Modell SNOWPACK. Dieses Modell entwickelten wir für die Alpen, passen es mit den gewonnen Daten jedoch immer besser auch den polaren Verhältnissen an.
Einflussreiche Rückstrahler: Schnee und Eis
Die polaren Schneedecken spielen eine entscheidende Rolle im globalen Klimasystem. Denn die schneebedeckten Flächen in den polaren Regionen reflektieren mit ihrer weissen Oberfläche bis zu neunzig Prozent des Sonnenlichts; anders als etwa das Meerwasser, das nur knapp dreissig Prozent des Sonnenlichts zurück ins Weltall strahlt. Wir erforschen, wie verschiedene Schneeeigenschaften diese Rückstrahlung beeinflussen und untersuchen ebenso, wie tief das Sonnenlicht in den Schnee eindringt. Diese Ergebnisse speisen das Modell SNOWPACK und helfen, Klimasimulationen zu verbessern.
