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.,..J . .-1, .1 .· ••r-~:, ,,, .. ·.1·we1\0S :r. ,Mitteilungen
des Eidg. Institutes für Schnee- und Lawinenforschung
NR. 12
Die Bestimmung
der klimatischen Schneegrenze auf kli1natologischer Grundlage
Bearbe:tung von Theodor Zingg
Seplrat:ihdruck aus „AngewJndle Pflanzensoziologie"
fc,t chrift für Erwin Aichinger
Die Beslimmuno
~der klimatischen Sclrneeorenze ~
auf hlimatologisd1e.r Grundlage.
Von Theodor Z in g g (Weißfluhjoch ob Davos, Schweiz).
(i\Iit 2 Textbildern.)
· Die Schneegrenzen, wie man sie auch definieren mag, spielen für das Fort- schreiten der Pflanzenbesiedelung und für die Existenz einer Pflanzendecke überhaupt ein wesentliches bis unübern·indliche Hindernis. Dabei wirkt nicht nur die Schneed~cke hemmend, sondern auch das Klima in deren Umgebung.
In den vorliegenden .\usCührungen soll nur die klimatische Schneegrenze näher untersucht werden, vor allem die Bestimmung auf klimatischer Grund- . Jage. Zusätzlich kommt dann die Ennittlung qes Klimas in dieser Höhenzone,
das für die Pflanzenwelt so wichtig ist. In dieser Be1.iehunu dürften sich auch Zusammenhänge mit der B;1um- bzw. \\'alclgrerlle ergebe;. Die Kenntnis der klimatischen Schneegreme spielt eine ebenso wichtige Rolle in gletscherkund- lichen und wasserwirtschaftlichen Fragen. ·
K I e b e I s b er g ( l :l) definiert clie Sclrneeg-,·enze in !>einem Handbuch wie folgt: .,Die Schneegre!17e ist die Linie, jenseits der im Verlauf längere;- Zeit mehr Schnee fällt als abschmil7.l oder ,·erdumtet''. In dieser Definition kommt de1-i1 Zeitbegriff eine ge\1·i~se Rolle rn. Ist der Zeitraum auf eine Jahreszeit cder
ein.Jahr bemessen, ~o spricht man von temporärer Schneegrenze. Betrachtet
man den Zeitraum einiger Jahre oder gar Jahr1.ehnte, )0 handelt es sich um die klimatische Schneegreme unttr der Bedingung-, daß sich die Beobachtungen au( ein horizontales Feld normaler Exposition beziehen. Die klimatische Schnee- grenle liegt in jener Höhenlage, in welcher im :.\litte! einiger Jalne oder Jahr- zehnte die Schneedecke 365 Tage dauert, oder mit anderen \\'orten die Aper-
zeit auf O Tage zu:.ammenschrumpft. · ·
Schneegrenzen, die von die)e!l Bedingungen abweichen, fallen unter den Begriff der örtlichen oder vrngraphischen Schneegrem.e (Schneeverwehunge·n, Lawinenkegel, ausge. prochene 'chneelöcher). Die orographische Schneegrenze ,:Hein kann im Gelinde beobachtet \,·erden. Sie besitzt gewiß auch ihre Be-.
deutung. Die klimatische Schneegreme läßt sich nicht au: eine
i·
Beobach- tuncr festleo-e11 E, i,t (") . ~ . . eine ur .:, ör.
er<: .\n,.ahl Beob:1chrnngen. , möglichst an uOrt und Ste!le. ni'itig-. um die klimati,che Schncegreme hestimmen zu können.
Die bi,ht.·rig-1.· ile~timm111:g di:r l...li111atischen .S c h n e e g r t' n ,. c.
D~ Problem, tlie klimati!>che Sd111tegre111e w be)limmen, ist bereits im let1..ten Drittel de. \·ero-angencn .Jahrhunderts \·er ucht \1·orcle11. In neuerer Zeit wird der gan1.en Frage in .-\nbetracht de~ )tarken Gletscherrückganges und wegen der . ..\utrorsu:ng~probleme \·ennehrte .·\ufmerksamkeit geschenkt.
8·18
,l
; 1
Alle bisher ):>ekannten Methoden_ stützen sich weitgehend auf topographi- sche Karten. Höfer ermittelte 1879 die Schneegrenze aus Kammhöhe und Unterkan_te zungenloser Gletscher. Die sogenannte Gipfelmethode . von ß rück n er (1) fand seit 1887 die weiteste Verbreitung. Kur o w s k j (15) be- stimmte 1891 die mittlere Höhe der Gletscheroberfläche und war darn,it wieder auf die topographischen Karten angewiesen. Da eine große Zahl von Gletschern nicht unserem Klima angehört, sondern als Relikte zu betrachten sind, so müssen diese Methoden zu Fehlschlüssen führen. Je g er 1 eh n er (11) hat um die Jahrhundertwende die Schneegrenzen in den Schweizer Alpen nach der i\.fet.hodc Kur o w s k j auf 2700 m bis 2900 .m ermittelt und seither tauchen diese Angaben in verschiedenen Arbeiten immer wieder auf, obwohl verschie- dene Beobachtungen diesen Berechnungen offens1cntlich wiedersprechen.
Maurer (18, 19) gibt für clen Zeiu:aum 1891-1901 die Firnlinie im Titlis- gebiet auf 3200 m und zeitweise sogar darüber an. Mo u g in (21) berichtet, claß im Mt.-Blanc-Gebiet in der Umgebung der Tete Rousse in NW-Expo- sition am 1~. September 1903 der Gletscher in 3200 m schneefrei war, und claß bis 1906 in gleicher Höhe zusätzlich Eis wegschmolz. Aus den Ostalpen haben wir Beobachtungen ,·on Friede l (7), aus denen hervorgeht, daß in 3200 bis 3900 m der Schnee :\fitte September J 935 bis zu 88% weggeschmol- zen war.
In neuerer Zeit hat Finster w a I <l er (5, 6)-eine :Methode zur Bestim- mung der klinwtischen. Schneegrenze entwickelt. Als Grundlage dienen 'freilich
"·ieder topographische Kanen (photogrammctrische .-\ufnahmen). Er berück- sichtigt allerdings ge\,·isse meteorologische Zusammenhänge, die aber erst noch auf .klimatologischer Grundlage ermittelt und geprüft werden m9ssen.
D i e n
e
ll e B e s t i 111 m u n g d e r k 1 i m a t i s C h e n S c h n e e g r e n z e.Die klimatologische Betrachtungsweise \·erlangt mehrjährige Beobachtun- gen, mn einen mittleren Zustand irgendeines oder mehrerer ,vitcerungs-
. elemente berechnen rn können. Die' Bestimmung der klimatischen Schnee-
grenze erfordert deshalb unter allen Umständen mehrjlihrige diesbezügliche Beobachtungen, am besten in n!ichstcr ~ähe der Yermuteten Grenze.
Auf ,veißfluhjoch ob Davos in 25·10 m ü. :\I. stehen nun seit 17 Jahren Beobachtungen über das Einschneien und Ausapern zur Verfügung, ·die sich auf ein horizontales Feld normaler Exposition beziehen. In tieferen Lagen stehen langjährige Beobachtungen seit l 892 zur Verfügung. Die Rhätische Bahn führt entsprechende .-\ufzeichnungen an ihren Stationen durch. ,vir benutzen hier die nahezu ununterbrochenen Reihen von Lanclquan 530 m, Schiers 657 m, Küblis 813 m, Klosters 1200 m, 1\.olfgang 1633 m und Davos in 1560 m.
ferner wurden zur Kontrolle auch Zwi chenstationen Yenrendet.
, Vir sind berechtigt, clie Schneedecke Y0n 365 Tagen Dauer mit jener in tieferen Lagen und von kürzerer Dauer in Zusammenhang zu bringen. Die Beobachrnngsorte müssen dabei den eingangs ge tellten Forderungen rnr Be- stimmung der klimatischen Schneegrenze genügen. L'nter der Dauer der Schnee- decke ist die Zeitspanne zwischen Einschneien und lewem Tag mit Schnee·
decke Yerstanclen, \\'ährencl unter „Anclauer" alle Tage mit vorkommender Schneedecke fallen. Die Andauer muß in allen Lagen bis hart unter die Schneegrenze stets größer als die Dauer sein. Im übrigen sei .tuf die sehr wert-
Im Versuchsfeld auf Weißfluhjoch hat sich seit 1936 stets eine Aperzeit von wenigstens zwei Monaten eingestellt, im Mittel der 17 Jahre beu·ägt sie sogar 108 Tage. Die höhere Umgebung von Weißfluhjoch wird ebenfalls jeden Sommer, abgesehen von vereinzelten Lawinenkegeln oder Schneelöche1·n, schneefrei.
D a s E i n
s
c h n e i e n ·: Die Beobachtungen zeigen, d;iß in einzelnen Jahren HöhenlJereiche von einigen 100 Metern gleichzeitig vom 'Einschneien erfaßt werden. Die Höhenlngen von 700 m bis 1300 m und auch die von 1500 m IJis 2000 m schneien besonders oft gleicl11.eitig miteinander ein. Ein Kaltlufteinbruch mit Schneefall 'im Spätherbst bringt einem großen Höhen- bereich gleichzeitig den ersten Schnee und erst die weitere \\'etterentwicklung entscheidet über das Bestehen der Schneedecke in. tieferen Lagen.mü.H.1000 2000 3000
Bild 1. Abhängigkeit des Beginns und des Endes der \\'illlcrlichen Schneedecke sowie deren
· · Dauer von der Meereshöhe in den Jahren 1936 bis J953.
Die Mittelwerte des Einschneiens zeigen nach Bild I eine fast line.ire Verzögerung mit abnehmender i\feereshöhe. Die aus den :\fittelwerten ge- wonnene Kurve läßt sich in folgende Gleichung kleiden:
b
=
0.01 x:::+
2,8 x (Beginn der Schneedecke) 1) Dabei bedeutet b die Amahl der Tage mit permanenter Schneedecke Yor 31. Dezember, und x die Höhe in Hektometern. ·D a s A u s a per n: Das Ende der Schneedecke kann sich in Hochlagen bis in den Herbst verschieben. Das Ausapern ist ganz wesentlich an den "\Vitte- rungsverlauf mehrerer Monate gebunden. Den );iederschlagsmcngen in fester
850
,
1. l
l
Form, sowie der sommerlichen Temperatur und auch den Strahlungsverhält- nissen kommt eine große Bedeutung zu. In der Höhe findet während der Ab- bauperiode in tieferen Lagen immer noch ein Aufbau statt. Die größten \Vasser- werte der Schneedecke werde? in 2500 m in der Regel erst in· der zweiten Hälfte April oder gar erst im 1\fai gemessen, während in dieser Zeit in 1500 m die Schneedecke bereits zu Ende geht. Der Zeitpunkt des Schneedeckenendes folgt deshalb ganz anderen Gesetzen als das Einschneien. Für die 17 Jahre ergibt sich für das Ende der Schneedecke folgende empirisch gewonnene Gleichung:
e
=
0.23 x2 - I .9 x+
86 (Ende der Schneedecke) 2)e· bedeutet die Zahl der Tage mit zusammenhängender Schneedecke nach
l. Januar und x wieder die Höhe in Hektometern. ·
· Diese Gleichung gilt nur für Höhen etwa über 700 m ü. M. In tieferen Lagen besteht keine sichere Schneedecke mehr. Jeder Tag des Jahres kann· in diesen Höhenlagen einmal ohne Schnee sein. Es kommt vor, daß die Schnee- decke im Dezember anhält und be.reits zu Anfang des Jahres ausapert, oder auch erst im Laufe .des Januars oder sogar Februars beginnt.
über die Extreme des Einschneiens und Ausaperns gibt das Bild 2 Aus- kunft. Im langjährigen Verlauf zeigt Schie:rs schon keine schneesicheren Tage mehr. In Klosters in 1200 m beginnt die sichere Schneedecke erst am 5. Januar.
DaYos hat als spätestes Einschneiungsdatum den 20. Dezember (1953), bis dahin war der 16. Dezember das späteste Datum, das in den GO Jahren viermal erreicht wurde.
mü.H.
Dat. l 10 1.12 1.2 1.8
Bild 2. Die Exlreme des Einschneiens und Ausaperns im Prätigau (Graubünden).
Zeitraum .1936-1953
=
weite Schraffierung und fctle Kun·en.Zeitraum 1892-19.53
=
enge Schraffierung und dünne Kun·en.Die Tatsache, daß tiefere Lagen nicht mehr schneesicher sind, hängt weit- gehend von tler momentanen \Vitterung, bezw. den immer wieder au[tretenden warmen Luftmassen ab, die eine Schneedecke von vereinzelten Schneefällen wieder wegschmelzen können. Diese Erscheinung deckt sich auch mit der Höhenabhängigkeit maximal auftretender Schneelasten (29).
D i e D a u er d er Schnee decke : Si"e ergibt sich' aus der Addition
~eidcr Gleichungen und lautet:
d
=
0.24 x2+
0.9 x+
86 (Dauer der 'Schneedecke) 3) Diese Beziehung gilt für das Gebiet von Mittclbünden-Prätiga~. Allfällige Abweichungen in anderen Gebieten der Alpen müssen zuerst noch ermittelt werden. Leider existieren zu diesem Zweck in der Schweiz noch zu wenio- Be- obachtungen, die sich für Berechnungen eignen würden. Eine kürzere Dauer der Schneedecke haben sicher Engadin und Wallis. Vorhandene kürzere Beob- achtungsreihen aus der Zentralschweiz deuten auf ähnliche Verhältnisse wie auf die Gegend von Weißfluhjoch.In den vergangenen 17 Jahren dauerte auf dem Säntis die winterliche Schneedecke 232 Tage gegenüber einer berechneten von 258 Tagen, die auf ,veißfluhjoch nur um 4· Tage unterschritten wird. Auf Grund der Niederschlags- mengen, die vom Säntis gemeldet werden, müßte dort die Schneedecke wesent- lich länger andauern als auf Weißfluhjoch. Die große Differenz rührt daher, daß Gipfellagen einerseits zur Beobachtung der Schneedecke ungeeignet sind und anderseits mindestens recht zweifelhafte I\iederschlagsdaten liefern. Ganz analoge Verhältnisse können \'Otn Rigi gemeldet werden.
Leider bestehen in den entscheidenden Höhenlagen wenig Beobachtungs- stationen, die für Yerschiedene Regionen eine Bestimmung der klimatischen Schneegrenze zulassen würden. Ein wichtiges Hilfsmittel dürften datierte Photos aus der Spätsommer- bis Herbstzeit sein, die insbesondere nach einigen warmen, trockenen Tagen aufgenommen wurden. Solche Photos können neben Ausaperungsdaturn auch wertvolle Hinweise auf die winterliche Niederschlags- verteilung liefern, wie Friede 1 (7) eindrücklich gezeigt hat.
In den vergangenen 17 Jahren hat sich die klimatische Schneegrenze in 3230 m i\feereshöhe eingestellt. I\ach den Berechnungen der Jahre 1936 bis 1949 lag sie noch in ca. 3200 m. Das Jahrzehnt 1911-1920 hatte be onders viele kühle Sommer und ,,·ar bisher das kälteste des Jahrhundertes. Die Schneegrenze lag in diesen Jahren in ca. 2900 m und wohl als Folge da,·on rückre eine größere Anzahl von Gletschern ,rieder vor.
Die Depression der Schneegrenze hängt we-emlich YOO den sommerlichen Temperaturen und :\ iederschlägen ab. Es sollen deshalb die beiden erwähnten Perioden hinsichtlich der Temperaturverhältnisse verglichen werden. Maß- gebetid fiir eine starke Ablation, bezw. den Abbau der Schneedecke ist die Temperatur und \'Or allem die über 0° liegende. Zur Charakterisierung der Sommer wurde deshalb die Temperatursumme aller positfren Ta!!;esmittel- temperaturen vom l. Jänner bis 30. September herangezogen. Ähnliche Ver- fahren werden auch zur Charakterisierung strenger ,rinter benützt.
In den vergancrenen 17 Jahren wurden in 2500 m Höhe im ::\fitte! 725°
erreicht, in den Jal1ren 1941-1950 sogar über 800°. Die Jahre 1911-1920 er- reichen trotz des sehr warmen Sommers 1911 in gleicher Höhe nur 560°. Der Gleichcrewichtsrn.tand für einzelne Gletscher liegt al o innerhalb die er Tem- peratu~grenzen. Flir die weitaus größte Zahl müßte eine ~eihe für m~sere Generation kaum Yorstellbar kühler Sommer folgen, um emen allgemeinen Vorstoß zu endrken.
An der Schneegrenze erreichen in den vergangenen 17 Jahren die Tem- peratursummen über
oo
nmd 2800 bis 300°. ~ach mehrjährigen Beobachtun-• I· i
gen und.Messungen auf Weißfluhjoch fließen im i\Iittel bei einer Temperatur von 10° 45 mm \Vasser aus der Schneedecke. Die 3000 entsprechen deshalb einer Niederschlagsmenge in Form von Schnee ·"on 1350 mm ·wassersäule. Da in 3200 m Höhe der Schnee bereits mit ca. 90% am Gesamtniederschlag beteiligt ist, erhalten wir für diese Höhen Jahresniederschlagsmengen in d~r Größenord- nung von 1400-1500 mm, gegenüber Messungen bis gegen 3 m u.nd mehr mit Niederschlagssammlern.
An der Waldgrenze, in 1fittelbünden, in rund 2000 m stehen rund 12000 zur Verfügung, bis Ende Schneedecke sind in dieser Höhenlage ca. 2000 in Abwg zu bringen, so daß für die eigentliche Vegetationsperiode 10000 übrig bleiben. Es wäre nun außerordentlich interessant, mehrjährige bis langjährige phänologische Beobachtungen in den verschiedenen Höhenstufen .bis nahe an die Schneegrenze zu besitzen, um auch auf diese ·weise klimatische Änderungen in ihrer großen Vielfalt kennenzulernen.
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854
ß:lllztg. G9, 1951, Nr. 45. -s
Anschrift des Verfassers: DL Th c o d Ö r 'l in g g, Eidgenössisches Institut für Schnee- t;nd LawinenCorschung. Weißfluhjocb ob Davos, Schweiz.
