Summary
What happens to high-alpine rivers if glaciers disappear, and the Alps become almost ice-free?
The scientific community widely acknowledges that ice-free Alps are a likely scenario by the end of the century. Therefore, a major question arises: how will formerly glaciated catchments affect high-alpine fluvial processes and sedimentological conditions? These changes are shifting boundaries for the entire riverine landscape and its development, including hydropower use.
The research project FRAGILE (Fluvial Transport Process Alterations in Partly Glaciated Catchments Forced by Climate Change), led by BOKU University, aims to quantify the current and predict the future impact of climate change on glaciofluvial sediment transport, investigating the Rofenache catchment (monitoring station Vent), completed by the monitoring station Sölden (Ötztaler Ache; 19 km downstream). According to the Austrian Glacier Inventory, the glaciated area in the catchment of the Rofenache has decreased by 56 %: 62.5 km² at the end of the Little Ice Age (LIA; approx. 1850) to 27.5 km² in 2006.
The central aim of FRAGILE is to determine the impact of ongoing glacier retreat on the changing sediment regime as well as to close the gap between glacial and river research. To achieve this aim, (i) various existing monitoring data will be integrated into a common database, (ii) a process-based cascade model for sediment transport will be further adapted, and (iii) a conceptual model for the ´need´ and ´supply´ for alpine rivers will be developed. Furthermore, the project includes public relations (Citizen Science) to raise awareness about alpine research and actively involve the public in the research activities.
The proposed outcomes will strengthen the process understanding and validate the existing data (for more than 10 years at the monitoring station Vent). Environmental consequences will be analysed applying statistical data analysis, terrain analysis, hydrodynamic modelling, runoff and glacier monitoring, (aerial) mapping, and coupling high mountain process understanding with meteorological/climatological data. Especially, a desired prediction model (based on measured and predicted changes in sediment supply) will allow the estimation of climate change impacts in other high-alpine catchments, supported by a guideline for setting up a similar monitoring setting.
Kurzfassung
Was passiert mit den hochalpinen Flüssen, wenn die Gletscher verschwinden?
Die Wissenschaft ist sich weitgehend einig, dass gletscherfreie Alpen bis zum Ende des Jahrhunderts ein wahrscheinliches Szenario sind. Es stellt sich daher die Frage, wie sich ehemals vergletscherte Einzugsgebiete auf hochalpine Flussprozesse und sedimentologische Bedingungen auswirken werden. Diese Veränderungen verschieben die Grenzen für gesamte Flusslandschaften und ihrer Entwicklung, einschließlich der Wasserkraftnutzung.
Das von der Universität für Bodenkultur geleitete Forschungsprojekt FRAGILE (Fluvial Transport Process Alterations in partly Glaciated Catchments forced by Climate Change) zielt darauf ab, die aktuellen und zukünftigen Auswirkungen des Klimawandels auf den glaziofluvialen Sedimenttransport an der Rofenache/Messstation Vent (erweitert um die Messstation Sölden/Ötztaler Ache - 19 km flussabwärts) zu quantifizieren. Laut dem Österreichischen Gletscherinventar hat sich im Einzugsgebiet der Rofenache die vergletscherte Fläche um 56 % verkleinert: von 62.5 km² am Ende der letzten kleinen Eiszeit (ca. 1850) auf 27.5 km² im Jahr 2006.
Das zentrales Ziel von FRAGILE ist, die Auswirkungen des Gletscherrückganges und dem sich dadurch ändernden Sedimentregime zu untersuchen und die Lücke zwischen Gletscher- und Fließgewässerforschung zu schließen.
Um dieses Ziel zu erreichen, werden (i) verschiedene bestehende Monitoringdaten in eine gemeinsame Datenbank integriert, (ii) ein prozessbasiertes Kaskadenmodell für den Sedimenttransport weiter angepasst und (iii) ein konzeptionelles Modell für den „Sedimentbedarf“ und das „Sedimentangebot“ für alpine Flüsse entwickelt. Darüber hinaus umfasst das Projekt Öffentlichkeitsarbeit (Citizen Science), um das Bewusstsein zu schärfen und die Notwendigkeit für hochalpine Fließgewässerforschung zu unterstreichen und aktiv in die Forschungsaktivitäten einzubeziehen.
Die Ergebnisse werden das Prozessverständnis verbessern und die bereits seit über einem Jahrzehnt vorhandenen Daten an der Messstation Vent (Rofenache) zu validieren. Mit verschiedenen Methoden wie statistische Datenanalyse, GIS-Anwendungen, quantifizierten Sedimenttransport, hydrodynamischen Modellen, Fernerkundungsdaten (auch drohnenbasiert), Abfluss- und Gletschermonitoring und metrologische/klimatologische Daten werden die zukünftige Entwicklungen und Tendenzen prognostiziert werden. Ein angestrebtes Ziel des Forschungsprojektes ist ein Prognosemodell (aufgebaut auf gemessenen und prognostizierten Veränderungen des Sedimentangebots) zur Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels in ähnlichen hochalpinen Einzugsgebieten. Unterstützt wird dies durch einen Leitfaden für die Einrichtung eines solchen Monitoringsystems in ähnlichen Einzugsgebieten.
