Sensitivity of rock permafrost to regional climate change scenarios and implications for rock wall instability

• Applicants: Professor Dr. Richard Dikau; Professor Dr. Michael Moser
• Subject Area: Physical Geography
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 53490243

Das Projekt zielt darauf ab, den Einfluss der zukünftigen klimainduzierten Degradation von Felspermafrost auf Instabilitäten in Felswänden zu verstehen. Durch Permafrost verursachte Instabilitäten, wie z.B. Felskriechen und Felsstürze/Steinschlag werden in drei Untersuchungsgebieten (Zugspitze, Steintälli, Corvatsch) mit geodätischen Messungen, Extensometern und Laserscanning beobachtet.Das räumliche Auftreten von Felspermafrost wird an allen Standorten in der Mikro-Skale mit kombinierter Geophysik untersucht. ERT (Elektrische Resistivitätstomographie) und P-Wellen Refraktionsseismik geben Aufschluss über 2D- und 3D-Verteilungen von Eisgehalten in Felswänden. Die Prozessierung dieser Datensätze umfasst die Kalibrierung im Labor, „Time-lapse“ Inversionen aufeinander folgender Messzeitpunkte und die kombinierte Interpretation von ERT und Seismik in einem 4-Phasen-Model (Fels, Wasser, Luft, Eis). Statische (Lithologie, Diskontinuitäten, Exposition, Höhe über N.N.) und dynamische Faktoren (Einstrahlung, Felstemperaturen, Hydrologie) werden gemessen und mit Bodenradar-Informationen über Eigenschaften des Gesteinsverbands im Untergrund kombiniert.SPCC 4 hat sich die Kalibrierung und Validierung des physikalischen Felspermafrostmodels TEBAL (Topography and Energy Balance) zum Ziel gesetzt. Bereits existierende geophysikalische Datensätze beschreiben die Anfangsbedingungen der TEBAL-Modelläufe. Für jedes Untersuchungs­gebiet werden die TEBAL-Modelle an nachfolgend gemessenen geophysikalischen Datensätzen kalibriert, während die gemessenen Einflussfaktoren (z.B. Felstemperatur, Einstrahlung) als TEBAL-Eingangsparameter dienen. Die Sensitivität von Felspermafrost gegenüber den von SPCC1 entwickelten Szenarien zukünftigen regionalen Klimawandels (Einstrahlung und Temperatur), wird mit den kalibrierten TEBAL-Modellen berechnet. Abschließend wird bewertet, inwieweit die klimagesteuerter Felspermafrost-Degradationsszenarien auf verschiedene Standorte anwendbar sind.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Joachim Rohn