Aktuelle Murdynamik in Hochgebirgen Zentralasiens am Beispiel des Nördlichen Tien Shan
Final Report Abstract
Im Zentrum des Projektes steht die Murdynamik in Zentralasien, die am Beispiel des Nördlichen Tien Shan (Kasachstan) bearbeitet wird. Dabei sind die Entstehungsbedingungen und Prozessabläufe von Muren Hauptziele, indem die Steuerungsfaktoren für die Entstehung und Ausbreitung von Hang- und Talmuren analysiert und im Kontext der ablaufenden Klimaerwärmung diskutiert werden. Die Dispositions- und Prozessanalyse der aufgenommenen Murgänge stellt den ersten Arbeitsschritt dar. Dafür werden umfassende Geländeinformationen und Messdaten der Einflussfaktoren Lithologie, Geomorphologie, Permafrost und Vegetation gewonnen. Zudem werden die Prozessräume der Muren differenziert nach Anrisszone, Transitbereich und Akkumulationsbereich erfasst und aufgrund ihrer Auslösemechanismen im Relief typisiert (Hang-, Talmuren). Ein weiteres Ziel ist die Modellierung der Murprozesse hinsichtlich Disposition und Ausbreitungsverhalten. Hier wird auf bereits existierende Modelle aus dem europäischen Alpenraum zurückgegriffen, um ihrer Übertragbarkeit und Anwendungsmöglichkeit auf andere geographische Naturräume und größere regionale Einheiten zu überprüfen. Es ergeben sich folgende Kernaussagen: Die bei Beginn der Arbeiten bekannte Murstatistik im Gebirgsraum des Nördlichen Tien Shan liefert nur einen groben Anhaltspunkt für die tatsächliche Häufigkeit, Intensität und Prozesswirkung der rezenten Murdynamik, da nur katastrophale Ereignisse erfasst sind. Die Geländekartierungen belegen mit 1397 Hangmuren und 111 Talmuren sowie 36 ausbruchgefährdeten Seen unterschiedlicher Genese jedoch die hohe Aktualität dieses Gefahrenpotenzials. Die Murgänge werden entsprechend der Lage ihrer Anrissbereiche geomorphologisch in Hang- und Talmuren typisiert. Räumliche Unterschiede der Muraktivität sind auf die Quantität des verfügbaren Wassers zurückzuführen. Ebenso ist der Permafrost für die in der periglazialen Höhenstufe (3300-4200m) konzentrierten Hangmuren steuernd. Lithologisch-substratgesteuert stellen sich die Talmuren dar, indem sie ihr Material aus holozänen und pleistozänen Lockermaterialspeichern beziehen. Sie reißen daher dominant in der montanen Höhenstufen an. Erstmals wird für einen zentralasiatischen Gebirgsraum regionaler Dimension die Ausweisung der Startpunkte von Hangmuren (mit logistischer Regression) und die Dispositionen von Talmuren (regelbasiertes Verfahren) umfassend durchgeführt. Daran schließt die Prozessmodellierung mit im Alpenraum etablierten Modellen an. Die erstmalige Anwendung der BTS-Methode zur Erfassung von Permafrost stellt nach der Verifizierung mit anderen Messergebnissen (z.B. Geoelektrik, Bodentemperaturen) - entgegen der gültigen Forschungsmeinung - eine verlässliche Methode auch in kontinentalen Klimaräumen dar. In Kombination mit logistischer Regression können somit die räumlichen Verbreitungsmuster von Permafrost modelliert werden. Die belegte Erwärmung im Untersuchungsgebiet bedingt zukünftig eine Verschiebung der geomorphologisch-klimatischen Höhenstufen, wodurch sich das Prozessgeschehen von Muren in Zusammenhang mit der Änderung von Vegetationsbedeckungsgraden, Gletscherschmelzen und Veränderungen im Permafrost ebenso hypsometrisch verlagern wird. Frequenz und Magnitude der Murprozesse bleiben potenziell unverändert.
Publications
- (2011): GIS based modeling of precipitation-induced debris flows in high alpine catchment areas of the Northern Tien Shan mountains, south-east Kazakhstan. In: Kazakh National University Im. Al’ Farabi [Hrsg.]: Vestnik, Serija Geografičeskaja, 1 (32), S. 56-64. Almaty. ISSN 1563-023
Fischer, T., Haas, F., Küfmann, C., Baume, O. & M. Becht
- (2011): GIS based modeling of rainfall induced debris flows in Northern Tien Shan in dependence on local geomorphology, vegetation cover and permafrost distribution. Proceedings of "Conference on Climate Changes and Natural Hazards in Mountain Areas - MOUNTAINHAZARDS 2011", 20-21th September 2011 in Dushanbe/ Tajikistan
Fischer, T., Haas, F., Küfmann, C., Baume, O. & M. Becht
- (2011): Modeling of debris flows on hillslopes and in channels in high alpine catchment areas of the Northern Tien Shan, South-East Kazakhstan, Geophysical Research Abstracts Vol. 13, EGU2011-10922, 2011
Fischer, T., Haas, F., Baume, O. & M. Becht
- (2013): High-mountainous permafrost under continental-climatic conditions: actual results of different mapping methods and an empirical-statistical modeling approach for the Northern Tien Shan. In: Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, EGU2013-13074
Fischer; T., Lentschke, J., Küfmann, C., Haas, F., Baume, O., Becht, M. & H. Schröder
- (2013): Regional based modeling approach for rainfall-induced debris flows in the continentalclimatic Northern Tien Shan (SE Kazakhstan), Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, EGU 2013-13378
Fischer, T., Küfmann, C., Haas, F., Baume, O. & M. Becht
- (2013): Zentralasien – Physiogeographie und aktuelle Landschaftsdynamik. In: Geographische Rundschau, Jg. 65, Heft 11 (2013), S. 12-19
Fischer, T., Küfmann, C. & O. Baume
