Gletscher in der Klimachronik: endlich integriert

Trotzdem habe ich die Integration lange hinausgeschoben. Der Grund war weniger die Datenlage als die Klimachronik selbst: Ihre bisherige Struktur war sehr stark auf Wetterstationen und monatliche Messwerte ausgelegt. Gletscherdaten funktionieren anders. Sie werden häufig jährlich oder über längere Zeiträume erhoben und beschreiben zum Beispiel die Veränderung der Gletscherfront zwischen zwei Messzeitpunkten. Damit ich diese Daten sinnvoll darstellen kann, waren zunächst grundlegende Änderungen an der bestehenden Struktur notwendig.

Genau deshalb blieb das Thema lange auf meiner Liste liegen. Nun ist es endlich so weit. Und rückblickend bin ich sehr froh darüber, denn die Gletscher passen erstaunlich gut in die bestehende Ansicht. Sie ergänzen die Wetterstationsdaten um eine weitere langfristige Perspektive. Die Gletscher lassen sich in der Stationsauswahl öffnen, filtern und vergleichen. Ein direkter Einstieg führt beispielsweise zum Gletscher AT_gl_481. Die landesweite Ansicht der neuen Metrik ist ebenfalls direkt über die Gletscherkarte der Klimachronik erreichbar.

Besonders hilfreich ist für mich die Datenverfügbarkeit über die Fluctuations of Glaciers Database des World Glacier Monitoring Service, kurz WGMS. Sie stellt international zusammengetragene und standardisierte Angaben zu Gletschern bereit, darunter Koordinaten, Längenänderungen, Fläche, Höhenbereiche, Volumenänderungen und Massenbilanzen. Für die Klimachronik ist das ein großer Vorteil: Sobald die Verarbeitung steht, ist die Integration nicht auf Österreich oder einzelne ausgewählte Gletscher beschränkt. Im ersten Schritt konzentriere ich mich bewusst auf eine gut verständliche Größe: die Veränderung der Gletscherlänge. Damit entsteht neben den Wetterstationen ein zweiter großer Datenbereich. Und genau das war für mich der Punkt, an dem klar wurde: Der Gletscherrückgang gehört hier einfach hinein.

Die Klimachronik basiert bisher vor allem auf monatlichen Messwerten. Für jeden Monat gibt es, sofern vorhanden, einen konkreten Wert einer Wetterstation.

Bei Gletschern funktioniert das anders als bei den bisherigen Monatswerten der Klimachronik. Ein typischer Messwert beschreibt zum Beispiel, wie stark sich die Gletscherfront zwischen zwei Vermessungen verändert hat. Ein Wert von minus 54 Metern bedeutet also nicht, dass der Gletscher in einem bestimmten Monat 54 Meter verloren hat, sondern dass sich seine Front zwischen zwei Messzeitpunkten insgesamt um 54 Meter zurückgezogen hat. Mir war deshalb schnell klar: Diese Daten dürfen nicht künstlich auf Monate verteilt werden.

Ein einzelner Jahreswert ist interessant. Anschaulich wird die Entwicklung für mich aber erst, wenn viele dieser Messungen miteinander verbunden werden. Deshalb kumuliere ich die einzelnen Längenänderungen zusätzlich. Wenn sich ein Gletscher in mehreren Messperioden zurückzieht, ergibt sich daraus seine gesamte Veränderung seit Beginn der betrachteten Reihe. Ein kleiner Vorstoß wird ebenso berücksichtigt. So entsteht aus vielen einzelnen Vermessungen eine langfristige Entwicklungslinie. Die ursprünglichen Messwerte bleiben erhalten; die kumulierte Darstellung ist nur eine zusätzliche Aufbereitung innerhalb der Klimachronik.

Viele Gletscher liefern regelmäßige und damit annähernd jährliche Reihen. Es können aber auch Messungen vorkommen, zwischen denen mehrere Jahre liegen. Ein Wert über drei Jahre bleibt deshalb genau das: eine Veränderung über drei Jahre. Ich verteile ihn nicht rückwirkend auf einzelne Jahre oder Monate. Wo keine Messung existiert, entsteht auch kein künstlicher Zwischenwert. Das entspricht einem Grundprinzip des Projekts: Fehlende Daten bleiben fehlende Daten.

Mit den Messwerten allein war für mich schnell klar, dass bei Gletschern noch etwas fehlt. Zahlen zeigen sehr gut, wie stark sich ein Gletscher verändert hat. Ein Bild macht diese Veränderung oft unmittelbarer sichtbar. Zunächst lag der Gedanke nahe, reale Fotografien einzubinden. Für hunderte Gletscher geeignete Bilder in brauchbarer Qualität zu finden, passende Vergleichsaufnahmen aus ähnlichen Blickwinkeln aufzutreiben und anschließend Quellen und Nutzungsrechte sauber zu prüfen, wäre aber enorm aufwendig. Deshalb entstand eine andere Lösung: Satellitenbilder. Wobei ich sehr offen gegenüber Fotografien bin und hier durchaus weiter recherchieren werde und sie später vielleicht bei dem ein oder anderen Gletscher hinzufüge.

Nach ersten Versuchen mit Google Earth wurde schnell klar, dass ich für die gezielte Auswahl passender Zeiträume und eine konsistente Darstellung mehr Kontrolle brauche. Die Bilder stammen deshalb aus Sentinel-2-Daten im Copernicus Browser. Copernicus ist das Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union und stellt umfangreiche frei nutzbare Geodaten sowie Satellitenbeobachtungen bereit. Besonders interessant ist für mich Sentinel-2: optische Satellitendaten mit vergleichsweise hoher räumlicher Auflösung, die sich sehr gut für Landschaften, Schnee, Eis und Gletscher eignen. Sentinel-2 liefert seit 2015 regelmäßig Aufnahmen, wodurch sich Veränderungen eines Gletschers über mehrere Jahre auch visuell nachvollziehen lassen. Für jeden Vergleich wähle ich wolkenarme Szenen aus möglichst ähnlichen Zeiträumen, bevorzugt aus dem Spätsommer. Dann ist die saisonale Schneedecke meist am weitesten zurückgeschmolzen und verdeckt weniger vom eigentlichen Gletscherkörper.

Am Anfang wirkte die Idee recht naheliegend: Satellitendaten auswählen, passende Jahre vergleichen, Bilder übernehmen, fertig. In der Praxis zeigte sich aber schnell, dass auch dieser Weg einiges an Arbeit mit sich bringt.

Natürlich ließen sich viele Abfragen grundsätzlich über eine API automatisieren. Gerade beim Bildausschnitt, bei der tatsächlichen Eignung des Motivs und bei der Wolkenlage bleibt für mich aber eine wichtige Unsicherheit. Ein eigentlich gutes Datum kann durch Wolken, Schatten oder saisonalen Schnee schnell unbrauchbar werden. Bei Gletschern ist das besonders wichtig: Gegen Ende der Ablationsperiode ist die saisonale Schneedecke meist am weitesten zurückgeschmolzen und der Gletscher lässt sich besser von frischem Schnee unterscheiden. Für die Alpen liegen mein Fokus deshalb besonders auf August und September. Deshalb mache ich diesen Schritt derzeit bewusst manuell. Ich prüfe die verfügbaren Aufnahmen einzeln und ergänze die Bildvergleiche nach und nach, statt sofort für alle Gletscher ungeprüfte Bilder zu erzeugen.

Die lokale Excel-Übersicht bündelt für mich die Daten, die bei der Auswahl im Copernicus Browser relevant sind. Sie hilft mir dabei, einen Gletscher, passende Jahre und den jeweiligen Vergleichszeitraum sauber zusammenzuführen. Die folgenden Ansichten zeigen meinen Arbeitsweg vom Datenüberblick bis zur manuellen Auswahl im Browser.

Die Sentinel-2-Aufnahmen übernehme ich nicht unverändert. Für Copernicus habe ich ein eigenes Skript erstellt, das Berge, Fels und Umgebung realistisch lässt, die Szene aber etwas dunkler macht und Gletscherflächen klarer hervortreten lässt. Dadurch entstehen Vorher-Nachher-Bilder, die sich gut vergleichen lassen und bei denen die Gletscherentwicklung unmittelbar sichtbar wird. Das verwendete Copernicus-Skript stelle ich unten im Abschnitt Arbeitsdateien zum Download bereit.

Nach der Erstellung in Copernicus ist die Arbeit noch nicht ganz abgeschlossen. Die erzeugten Bilder laufen anschließend noch durch Photoshop, um Kontrast, Lesbarkeit und Gesamtwirkung möglichst stimmig zu machen. Auch dafür habe ich ein eigenes Skript vorbereitet, das unten im Abschnitt Arbeitsdateien heruntergeladen werden kann. Ziel ist keine künstlich eingefärbte Analyseansicht, sondern eine klare und zugleich brauchbare Darstellung der tatsächlichen Landschaft.

Mit der Gletscherintegration entsteht damit für mich eine zweite Ebene der Darstellung: Die historischen Messreihen zeigen, wie stark sich ein Gletscher über Jahre oder Jahrzehnte verändert hat. Die Bildvergleiche machen diese Entwicklung zusätzlich direkt sichtbar. Genau diese Verbindung aus Messwerten und Bildvergleich macht die neue Gletscheransicht für mich besonders spannend.

Die Gletscherintegration ist für mich kein abgeschlossener Block, sondern ein neuer wachsender Bereich der Klimachronik. Die Datenbasis steht, die erste Logik für die Darstellung ist da, und die Bildvergleiche kommen Schritt für Schritt hinzu. Gerade weil ihre Auswahl und Aufbereitung Zeit braucht, soll dieser Teil bewusst nach und nach wachsen.

Ich finde, das passt sehr gut. Gletscher erzählen ihre Geschichte nicht in hektischen Ausschlägen, sondern in langsamen, klaren Veränderungen über lange Zeiträume. Genau diese Entwicklung möchte ich in der Klimachronik sichtbar machen.