GEOGR. VERTEILUNG DER KLIMAPARAMETER 47

5.3 Isotopengehalt d1'0

Neben den bereits behandelten Größ Firntemperatur und Akkumulation spielt der Gehalt der stabilen Isotope ¹⁸⁰des Niederschlags eine wichtige Rolle bei der klimatischen Charakterisierung des Untersuchungsgebiets. Die Abbildung 5.4 zeigt den meridionalen Verlauf des Isotopengehalts ''0sowie das zugehörig Höhenpro fil der bisher isotopisch untersuchten fün Eiskerne sowie der Schneeschächt des westlichen Traversenabschnitts. Dargestellt sind die übe den Zeitraum 1912-1993 gemittelten Jahreswerte der Eiskerne sowie die Mittelwerte der Schneeschächte die den Zeitraum 1991--1995 überdecken Die Isotopenwerte steigen von ca. -37 %o im

, . l . * . l , I . t . Z

- 3 3 - ' J . 1 . " 1 " " . ' - '

?

3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000

Höh [m]

- 3 3 - ) - > ' i ~ i " "^, ~^. 1^* ~^. '^I ~^. ' ~ f a

--34

-- ?

-

0 -35

-- 6s.

0

-36

-- ^--

T

-37

-

0 NOT Ost Eiskem

D NOT West Eiskern m NOT West Schneeschacht

73 74 75 76 77 78 79 80 81

Geograph. Breite [Â NI

Abbildung 5.4: Meridionalprofil (oben) sowie Hohenprofil (unten) des Isotopengehalts

1 8 0 des östliche und westlichen Traversenabschnitts der Eiskerne und Schneeschächte Die Fehlerbalken geben die Standardabweichung an.

südliche Abschnitt auf ca. -34 %o im nördliche Bereich der Traverse an. Dies entspricht einer Temperaturzunahme von Siiden nach Norden hin und kann durch

48 5.3. ISOTOPENGEHALT 8^0

die Abnahme der jeweiligen Positionshöh entlang des meridionalen Verlaufs erklär werden. Die Isotopen-Höhen bzw. -Breiten-Gradienten sind dabei im westlichen Traversenabschnitt stärke ausgepräg als im östliche Teil. Dieses Resultat stimmt mit den Ergebnissen der Firntemperaturverteilung (siehe Abschnitt 5.1) gut überein

NGT- West NGT-Ost

( r -0.64, signifikant auf 95 %) ^{( Y =} -0.96, signifikant auf 90 %) mit h als Höhe

Unter Verwendung der linearen Isotopen-Temperaturbeziehung (siehe Ab- schnitt 2.2.2) ergeben sich die entsprechenden Temperaturgradienten zu dT/dh = -0.43 O C/100 m fü den westlichen und dT/dh = -0.21 O C/100 m fü den östliche Traversenabschnitt. Vergleicht man diese mit den gemessenen Firntemperaturgradi- enten aus Abschnitt 5.1, so zeigen nur die beiden Gradienten des östliche Traver- senbereichs eine gute Übereinstimmun (-0.6 bzw. -0.22 O C/100 m ) . Wie bereits bei der Untersuchung der Firntemperatur, so ergab die Entkoppelung von Höh und Breite nur fü den westlichen Traversenabschnitt verwertbare Gradienten, die gut mit dem Ergebnis der Firntemperaturmessungen Übereinstimmen

^{6ls0)/9\ = -(1.950.2) %o/O lat

mit h als Höh und \ als geographische Breite der Position. Analog erhäl man einen Temperatur-Höhengradiente von -0.83 ^O C/100 m, der in guter Übereinstimmun zu dem Ergebnis von -0.8 ^O C/100 m aus den Firntemperaturmessungen steht (siehe Abschnitt 5.1).

Das

Isotopenprofil im westlichen Traversenabschnitt entspricht der erwarteten Vor- stellung, wonach der auf das Inlandeis aufsteigende Wasserdampf mit zunehmender Höh auskondensiert und dabei isotopisch immer leichter wird, d . h. negativere Wer- te annimmt. Dies gilt fü den Fall, da die Luftmassen vorwiegend aus südliche und südwestliche auf Westgrönlan anströmen wie Beobachtungen und Modellergeb- nisse Übereinstimmen bestätige (Chen et al., 1997; Stearns et al., 1997).

Im weiteren Verlauf des Luftmassentransports nach Norden sollte der Wasserdampf weiter auskondensieren, sich dabei isotopisch weiter abreichern und noch negativere, d . h. isotopisch leichtere Werte annehmen. Der Isotopengehalt ^ O steigt jedoch nach Norden hin zu isotopisch schwereren Werten an, währen die Akkumulationsrate an- nähern konstant bleibt und gleichzeitig die jeweilige Positionshöh abnimmt. Ver-

KAPITEL 5 . GEOGR. VERTEILUNG DER KLIMAPARAMETER 49 gleicht man die Akkumulationsrate mit dem Isotopengehalt (siehe Abbildung 5.5), so ergibt sich kein eindeutiger linearer Zusammenhang dieser beiden Parameter. Ledig- lich fü das westliche Untersuchungsgebiet, welches die höhere Akkumulationswerte aufweist einschlieglich des südlichste Eiskern (B16) des östliche Abschnitts, deu- t e t sich ein linearer Zusammenhang an. Die beiden nördliche Eiskerne des östliche Traversenabschnitts zeigen jedoch bei annähern konstanter Akkumulationsrate ei- ne Zunahme des Isotopengehalts zu schwereren Werten hin. Dies kann nur d u r c h den Antransport von Luftmassen aus nördliche Richtungen erklär werden, die aufgrund ihres Ursprungs nur geringe Wasserdampfmengen enthalten.

-

^{2 0 0 - 0 " ' ' ~ ' ~ ' ' Â '}NOT Ost Eiskem ^{' " ' ' *}..

n 0 NOT West Eiskem

NOT West Schacht '-

3 l

100"

%

8 0 & . g , l . , . 7 , t . , . ~ .

73 74 75 76 77 78 79 80 81

Geograph. Breite [¡N

Abbildung 5.5: Vergleich des mittleren Isotopengehalts 180 mit der Akkumulationsrate (oben) sowie das zugehörige Meridionalprofil der Akkumulationsrate (unten). Die Legende ist fü beide Abbildungen gültig

Aufgrund des engen Temperaturbereiches der entlang der Traverse gemessenen Firn- temperaturen von ca. 2 ^ C ist eine zuverlässig Überprüfu der Isotopen-Tempe- raturbeziehung nur eingeschränk möglic (siehe Abbildung 5.6). So ergibt sich fü den westlichen Traversenabschnitt ein Gradient von d ( S l s 0 ) / d T = (1.9zk0.5) % o / O C.

Unter Einbeziehung von S c h a c h t i ~ o t o p e n d ~ t e n des östliche Abschnitts aus der Ar-

50 5.3. ISOTOPENGEHALT

S^

0 verwendeten Temperatur- und Isotopendaten sowie der NGT Daten ergibt sich der folgende lineare Zusammenhang zwischen Isotopengehalt l80 und mittlerer Jahres- t,emperatur zu

6^0= (0.70k0.02)*T-(13.6k0.7)

[%@I,

(r= 0.98, signifikant auf 99 %),

fü den gemeinsamen Datensatz. Dieser Wert liegt zwar etwas übe dem Ergebnis von Johnsen et al. (1989), unterstütz jedoch die Gültigkei der Isotopen-Tempera- turbeziehung im Rahmen der Fehler. Eine früher Änderun des Gradienten wurde bereits von Johnsen et al. (1989) durchgeführt Der ursprünglic von Dansgaard et al. ( 1 9 6 9 ) bzw. Dansgaard et al. (1973) ermittelte Isotopen-Temperaturgradient von d ( 6 l 8 O ) / d T = 0.62 %C/ C entlang der EGIG-Linie wurde durch Aufnahme weiterer Daten des grönländisch Inlandeises durch Johnsen et al. (1989) auf d ( 6 l 8 O ) / d T = 0.67 %CI/' C modifiziert.

Die universelle Gültigkei der Isotopen-Te~nperaturbeziehung fü das grönländisc Inlandeis muà in Zukunft durch weitere Daten unterstütz werden, wobei regiona- le wie auch zeitlich Änderunge der Isotopen-Temperaturbeziehung berücksichtig werden müssen wie neue Ergebnisse von Feld- und Modelluntersuchungen zeigen (White et al., 1997; Jouzel et al., 1997).

Die Abbildung 5.6 zeigt die Lage der NGT Datenpunkte im Vergleich zu den von Dansgaard et al. (1969) und Johnsen et al. (1989) verwendeten Daten. Hierbei wird der im Gegensatz zum NGT Datensatz recht grofie Temperatur- und Isotopenbe- reich von 15 O C bzw. 10 %o deutlich erkennbar, den die Daten von Dansgaard e t al.

(1969) und Johnsen et al. (1989) überdecken Die Abweichung der NGT Daten von der Ausgleichsgeraden läfi sich durch die bereits erwähnte niedrigen Akkumulati- onsraten und die daraus resultierenden isotopisch stark abgereicherten Niederschlage im Niederschlagsschatten des Summit sowie die durch Beimischung von arktischen Luftmassen beeinflußte Niederschläg im nördliche Traversenabschnitt erklären Von Clausen et al. (1988) und Fischer et al. (1995) werden Übereinstimmen Abwei- chungen von der linearen Isotopen-Temperaturbeziehung angegeben, die ebenfalls auf isotopisch abgereicherte Niederschlage aus Gebieten mit niedriger Akkumulati- onsrate (17-23 cm w.e. a l ) zurückzuführ sind.

Wie sich weiter aus der Abbildung 5.6 entnehmen laßt befinden sich die Daten der NGT a m unteren Ende der Geraden. Der Grund hierfü liegt in der unterschiedlichen geographischen Herkunft der beiden Datensätz auf dem grönländisch Eisschild.

Die von Dansgaard et al. (1969) und Johnsen et al. ( 1 9 8 9 ) verwendeten Isotopen-

Im Dokument Niederschlagsrate im Spätholozà in Nordgronland Ice core analysis on the spatial and temporal (Seite 49-53)