Rezente Gletscheränderung im Einzugsgebiet des Gunts, Tadschikistan

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Pamir, Gorno Badakhshan und der Gunt

1.1.1 Geographische, klimatologische und hydrologische Situation

1.1.2 Politische, wirtschaftliche, ökologische und gesellschaftliche Entwicklung

1.1.3 Wassernutzungskonflikt in Zentralasien

1.2 Das Projekt PAMIRWater

1.3 Ziel der Arbeit

1.3.1 Forschungsfragen

1.3.2 Forschungsstand

2 Daten und Grundlagen

2.1 Übersicht der verwendeten Daten

2.2 Topographische Karten

2.3 Gletscherinventar

2.3.1 Katalog Lednikov

2.3.2 WGI

2.3.3 GLIMS

2.3.4 RGI

2.4 Optische Daten

2.4.1 Spionage-Satelliten

2.4.2 Landsat

2.4.3 ASTER

2.4.4 RapidEye

2.4.5 SPOT

2.4.6 Zusammenfassung - optische Satellitendaten

2.5 Radar-Daten

2.5.1 SRTM

2.5.2 Weitere geeignete Radar-Satellitendaten

2.6 Laserscan-Daten (ICESat)

2.7 Global Navigation Satellite System

2.7.1 Grundlegendes zur Satellitennavigation

2.7.2 Positionsbestimmung

2.7.3 Fehlereinflüsse

2.7.4 Möglichkeiten zur Verminderung der Messfehler

2.7.5 GPS-Messung im Gelände

2.8 Meteorologische und hydrologische Daten

3 Methoden der Fernerkundung zur Untersuchung von Gletscheränderungen

3.1 Grundlegendes zur Gletscherfernerkundung

3.2 Evaluierung verschiedener Datengrundlagen

3.2.1 Genauigkeit der Generalstabskarte in Hinblick auf Gletschergrenzen und Isohypsen

3.2.2 Genauigkeit der bestehenden Gletscherinventare

3.2.3 Vergleich der vertikalen Genauigkeit verschiedener Geländemodelle

3.2.4 Postprocessing der GPS-Punkte

3.2.5 Analyse über die Verwendbarkeit von Google Earth zur Erfassung von Passpunkten

3.3 Erfassung der planimetrischen Gletscheränderung

3.3.1 Auswahl der Daten

3.3.2 Preprocessing

3.3.3 Klassifizierungsmethoden zur Erfassung der Gletscherfläche

3.3.4 Postprocessing der Klassifizierung

3.3.5 Abschätzung der Unsicherheiten der Ergebnisse

3.4 Erfassung der volumetrischen Gletscheränderung

3.4.1 Auswahl der Daten

3.4.2 Preprocessing

3.4.3 Erstellung von Geländemodellen (mittels Stereophotogrammetrie)

3.4.4 Differenz zweier Geländemodelle

3.4.5 Eisdicken-Modellierung

3.5 Auswertung der hydrometrischen und meteorologischen Daten

3.5.1 Abfluss

3.5.2 Niederschlag und Temperatur

3.5.3 Seefläche und -spiegel

4 Ergebnisse

4.1 Evaluierung verschiedener Datengrundlagen

4.1.1 Genauigkeit der Generalstabskarte in Hinblick auf Gletschergrenzen und Isohypsen

4.1.2 Genauigkeit der bestehenden Gletscherinventare

4.1.3 Vergleich der vertikalen Genauigkeit verschiedener Geländemodelle

4.1.4 Postprocessing der GPS-Punkte

4.1.5 Geometrische Referenz - Vergleich von Google Earth und RapidEye

4.2 Planimetrische Gletscheränderung

4.2.1 Flächenänderung im EZG Gunt

4.2.2 Flächenänderung im TEZG Pathkurdara

4.2.3 Betrachtung relevanter Gletscherparameter

4.3 Volumetrische Gletscheränderung

4.3.1 Methodische Ergebnisse

4.3.2 Änderung des Gletschervolumens

4.3.3 Volumenänderung basierend auf GlabTop

4.4 Zusammenhang zwischen Umweltparametern und Gletscherrückgang

4.4.1 Niederschlag und Temperatur

4.4.2 Abfluss

4.4.3 Seefläche

5 Diskussion

5.1 Geeignete Daten und Methoden zur Erfassung der Gletscheränderung

5.1.1 Evaluierung der Datengrundlage

5.1.2 Daten und Methoden zur Erfassung der Gletscherfläche

5.1.3 Daten und Methoden zur Erfassung des Gletschervolumens

5.2 Veränderung von Gletscherfläche und -volumen

5.2.1 Veränderung der Gletscherfläche

5.2.2 Veränderung des Gletschervolumens

5.3 Korrelation mit hydrometrischen und meteorologischen Daten

6 Schlussfolgerung

Zielsetzung & Themen

Die Arbeit untersucht die rezente Gletscheränderung im Einzugsgebiet des Flusses Gunt (Tadschikistan) über die letzten 50 Jahre, um eine verlässliche Datenbasis für die hydrologische Modellierung im Rahmen des Projektes PAMIRWater zu schaffen und die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserressourcen der Region zu analysieren.

• Fernerkundungsbasierte Erfassung von Gletscherflächen und -volumen mittels multitemporaler Satellitendaten (u.a. Corona, Landsat, ASTER, RapidEye).
• Methodische Evaluierung und Vergleich verschiedener Datengrundlagen und Geländemodelle (SRTM, ASTER GDEM).
• Modellierung der Eisdickenverteilung (GlabTop) und Analyse der Massenbilanz.
• Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Gletscherrückgang und hydrometrischen sowie meteorologischen Parametern.
• Kritische Diskussion der methodischen Ansätze zur Bestimmung von Gletscheränderungen in entlegenen Hochgebirgsregionen.

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einführung: Diese Einleitung erläutert die Relevanz der Gebirgsregionen als Wasserversorger, den globalen Wandel und die spezifische Problematik der Wasserressourcen in Tadschikistan innerhalb des PAMIRWater-Projektes.

2 Daten und Grundlagen: Dieses Kapitel gibt einen umfassenden Überblick über die genutzten Datengrundlagen, von historischen Karten über diverse Satellitenmissionen (Landsat, Corona, ASTER, RapidEye) bis hin zu Radar- und Laserscan-Daten.

3 Methoden der Fernerkundung zur Untersuchung von Gletscheränderungen: Hier werden die methodischen Ansätze zur Evaluation der Datenqualität sowie zur planimetrischen und volumetrischen Gletscheranalyse detailliert vorgestellt.

4 Ergebnisse: Dieser Abschnitt präsentiert die Resultate zur Genauigkeit der Datengrundlagen sowie die quantitativen Daten zur Gletscherflächen- und Volumenänderung inklusive deren Korrelation mit meteorologischen Trends.

5 Diskussion: Dieses Kapitel reflektiert die Eignung der gewählten Methoden und Daten für die Gletscherforschung und diskutiert die beobachteten Rückgangstendenzen im Kontext regionaler und globaler Vergleiche.

6 Schlussfolgerung: Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung der zentralen Ergebnisse zum Gletscherrückgang und benennt zukünftige Anforderungen an ein fernerkundungsbasiertes Monitoring.

Schlüsselwörter

Gletscheränderung, Fernerkundung, Gunt, Tadschikistan, Pamir, Satellitendaten, Landsat, Massenbilanz, Wassernutzungskonflikt, hydrologische Modellierung, Klimawandel, Gletscherrückgang, SRTM, ASTER, RapidEye

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundlegend?

Die Arbeit befasst sich mit der satellitengestützten Untersuchung des Gletscherrückgangs im Einzugsgebiet des Flusses Gunt in Tadschikistan über die letzten 50 Jahre, um Informationen für hydrologische Modellierungen zu gewinnen.

Welches sind die zentralen Themenfelder der Studie?

Die zentralen Felder umfassen Gletscherfernerkundung, Glaziologie, Hydrologie der Hochgebirge, Analyse von Klimadaten und die Untersuchung sozioökonomischer Konflikte um Wasserressourcen in Zentralasien.

Was ist das primäre Ziel oder die zentrale Forschungsfrage?

Das primäre Ziel ist die quantitative Erfassung der Änderung von Gletscherfläche und -volumen sowie die Korrelation dieser Veränderungen mit hydrometrischen und meteorologischen Parametern, um Unsicherheiten in der Wasserressourcenabschätzung zu verringern.

Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?

Es werden Methoden der digitalen Bildverarbeitung, Klassifizierung multispektraler Satellitendaten (unter anderem mittels Ratio-Bildung und Entscheidungsbäumen), Photogrammetrie zur DGM-Erstellung sowie volumetrische Modellierung (GlabTop) angewandt.

Welche Inhalte werden im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die Vorstellung der verwendeten Daten (Kapitel 2), die methodische Beschreibung der Fernerkundungsprozesse (Kapitel 3), die Ergebnisdarstellung (Kapitel 4) und eine kritische Diskussion der Erkenntnisse (Kapitel 5).

Durch welche Schlüsselwörter wird die Arbeit charakterisiert?

Die wichtigsten Schlagworte sind Gletscheränderung, Fernerkundung, Gunt, Tadschikistan, Pamir, Massenbilanz, Wassernutzungskonflikt und hydrologische Modellierung.

Warum ist das "Corona"-Satellitenbildmaterial für diese Studie trotz der komplexen Prozessierung so wertvoll?

Corona-Daten liefern aufgrund ihrer Aufnahme in den späten 1960er Jahren eine seltene und zeitlich weit zurückreichende Grundlage. Die hohe Auflösung ermöglicht zudem das Erkennen des Bergschrundes, was eine präzise Abgrenzung der Gletscher im Akkumulationsbereich erlaubt.

Welchen Stellenwert nimmt das "RapidEye"-System in der Untersuchung ein?

RapidEye wird aufgrund seiner hohen räumlichen Auflösung, der täglichen Überfliegungsmöglichkeiten und der umfassenden Metadaten als exzellenter Referenzdatensatz für den Ist-Zustand und zur Validierung verwendet.