Géomorphologie de la montagne froide

Geomorphologie des Periglazials

Der periglaziale Prozessbereich umfasst kaltklimatische Gebiete ausserhalb der Gletscher, in denen Frost unf Frost-Tau-Wechsel eine entscheidende Rolle spielen.

Wenn der Boden oder Untergrund dauerhaft gefroren bleibt, spricht man von Dauerfrostboden oder Permafrost. Dieser kommt in hohen Breiten (zirkumpolarer Permafrost) und in grosser Höhe (Gebirgspermafrost) vor. Er bedeckt etwa 25% der Landoberfläche der Erde

1.8. Art und Entstehung von Eis im Permafrost

Das Vorhandensein von Eis ist kein entscheidendes Kriterium für die Existenz von Permafrost. Tatsächlich kann der Eisgehalt im Permafrost zwischen 0 % (trockener Permafrost) und nahezu 100 % variieren. Beim im Permafrost enthaltenen Eis handelt es sich meist um sogenanntes Kongelationseis, welches sich durch das Wiedergefrieren von Sickerwasser in einem Gelände mit negativen Temperaturen bildet.

1.9. Entwicklung der Permafrosttemperatur (1/2)

Der thermische Zustand eines Permafrostbodens ändert sich auf verschiedenen Zeitskalen. Kurzfristig spiegeln die Veränderungen in der Tiefe der Auftauschicht, die Ende Sommer gemessen wird, im Wesentlichen die klimatischen Bedingungen des vergangenen Jahres wider. Die Intensität der Veränderungen hängt weitgehend vom Eisgehalt des Permafrosts ab.

1.1. Periglazialer Prozessbereich und Permafrost

Als Permafrost wird der Teil des Untergrunds bezeichnet, dessen Temperatur ganzjährig unter dem Gefrierpunkt (in der Regel bei 0 °C) liegt. Permafrost bedeckt etwa 13-18 % der Landfläche der nördlichen Hemisphäre und nimmt etwa 4-5 % der Fläche der Schweiz ein.

1.5. Typische und marginale Verbreitung von alpinem Permafrost

Das Vorkommen von Permafrost hängt grösstenteils von Energieaustauschen ab, die in der vertikalen Ebene zwischen der Atmosphäre und dem Untergrund stattfinden. Es gibt jedoch auch Energieaustausche in der horizontalen Ebene, die dominant werden und die «klassische» räumliche Verteilung des alpinen Permafrosts verkomplizieren können.

1.7. Unterschiedliche Modelle der Permafrostverbreitung

Im Gegensatz zu Gletschern ist Permafrost in der Regel nicht direkt an der Oberfläche sichtbar. Dementsprechend ist es sehr schwierig, dessen Ausdehnung genau abzuschätzen. Daher werden in empirischen und physikalischen Modellen zur Abschätzung der Permafrostverbreitung Klassen von Auftretenswahrscheinlichkeiten verwendet.

1.10. Entwicklung der Permafrosttemperatur (2/2)

Temperaturschwankungen an der Bodenoberfläche sind in der Tiefe nicht sofort zu beobachten. In der Regel dauert es etwa 6 Monate, bis die an der Bodenoberfläche gespeicherte Wärme durch Konduktion in eine Tiefe von 10 Metern gelangt. An vielen Standorten in den Schweizer Alpen ist seit 2005 ein Trend zu einer Permafrosterwärmung von einigen Zehntel Grad zu beobachten.

1.4. Schwankungen der thermischen Bodeneigenschaften

Die räumliche Verteilung des Permafrosts in Bergregionen kann als Funktion der mittleren jährlichen Lufttemperatur (MAAT), welche von der Höhe abhängig ist, und drei Haupteinflussfaktoren (Eigenschaften der Geländeoberfläche, der Schneedecke und der Auftauschicht) verstanden werden.

1.6. Räumliche Verteilung von alpinem Permafrost

Permafrost kann kontinuierlich, diskontinuierlich oder sporadisch auftreten. Damit Permafrost eine grosse Fläche bedeckt, ist ein kaltes (d. h. mittlere jährliche Lufttemperaturen deutlich unter 0 °C) und vorzugsweise eher trockenes Klima (geringe Niederschläge) erforderlich.

1.2. Kalter und temperierter Permafrost

Permafrost wird als Teil des Bodens/Untergrunds mit ganzjährig negativer Temperatur definiert. Delaloye (2004) schlägt vor, zwischen kaltem Permafrost (unter 0,5°C) und temperiertem Permafrost, dessen Temperatur am Schmelzpunkt (0°C) liegt, zu unterscheiden.

1.3. Voraussetzungen für das Vorhandensein von Permafrost

Das Vorhandensein von Permafrost im Untergrund hängt von vielen Parametern ab. Die wichtigsten sind: Schneebedeckung, Sonneneinstrahlung, Lufttemperatur im Sommer und Bodenbeschaffenheit.