Veränderungen der Gletschermasse haben entscheidende Auswirkungen auf die Hydrologie, den Anstieg des Meeresspiegels und den Klimawandel. Die klassische glaziologische Messung der Gletschermassenbilanz umfasst allerdings nur Änderungen der Oberflächenhöhe an einer begrenzten Anzahl von Punkten. Dadurch werden kleinerräumigere Prozesse, die ebenfalls zur Gletschermassenbilanz beitragen, wie z.B. Schneeumverteilung, außer Acht gelassen. Auch geodätische Beobachtungen haben bisher eine unzureichende räumlich-zeitliche Auflösung, um diese Prozesse zu messen. In dieser Studie werden Daten einer einzigartige permanenten terrestrischen Laserscanning (TLS) Station neben dem Hintereisferner (HEF, Ötztaler Alpen, Österreich) vorgestellt, welche digitale Höhenmodelle (DEMs) in einer täglichen Auflösung liefern kann.
Im ersten Teil der Studie zeigt eine Unsicherheitsanalyse, dass nach der Registrierung der Daten die größten Unsicherheiten auf Instrumentbeschränkungen, gefolgt von der Scangeometrie und dem Einfluss von atmosphärischen Bedingungen, zurückzuführen sind. Es wird gezeigt, dass kleinerräumigere Prozesse wie Schneeablagerung und -umverteilung mit einer vertikalen räumlichen Skala von >0,10 m und einer horizontalen räumlichen Skala von 1-100 m mit der TLS-Station am HEF untersucht werden können.
Im zweiten Teil der Studie zeigen wir glaziologische Anwendungen der TLS-Station. Der Glacier Loss Day (GLD), also der Tag im hydrologischen Jahr, an dem der Gletscher unwiederbringlich an Masse verliert, wird mit den TLS-Daten für drei hydrologische Jahre ermittelt. Eine extrem frühe GLD und eine starke Ablationssaison führten im Jahr 2022 zu einem Rekordmassenverlust für HEF. Zuletzt wird die Schneeumverteilung am HEF mit drei DEMs aus den TLS-Daten vor, kurz nach und 15 Stunden nach dem Schneefall untersucht. Die DEMs werden durch Wetterstationsdaten und Simulationen unter Verwendung des Weather Research and Forecasting (WRF) Modells mit einem neuartigen Schneedriftmodul bei Δx=48 m ergänzt. Die WRF-Simulationen konnten die beobachteten Schneeumverteilungsmustern reproduzieren und zeigen, dass das Schneedriftmodul in WRF ein leistungsstarkes Werkzeug ist, um das Wissen über die Schneeumverteilung auch über anderen Gebirgsgletscher zu verbessern.
Zusammenfassend stellt diese Dissertation eine permanente TLS-Station am HEF vor. Zuerst wurden die Unsicherheiten der Messungen untersucht, bevor die gewonnenen Daten für verschiedene Anwendungen verwendet wurden. Des Weiteren stellt der GLD ein leistungsstarkes Kommunikationsinstrument dar, um die Verstärkung des Klimawandels aufzuzeigen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass das Schneedriftmodul im WRF verwendet werden kann, um den Beitrag der Schneeumverteilung zur saisonalen Gletschermassenbilanz zu untersuchen. Dies wird letztendlich die Vorhersagen über Veränderungen der Gletschermassenbilanz weltweit verbessern.