TY - JOUR A1 - Garcin, Yannick A1 - Schildgen, Taylor F. A1 - Acosta, Veronica Torres A1 - Melnick, Daniel A1 - Guillemoteau, Julien A1 - Willenbring, Jane A1 - Strecker, Manfred T1 - Short-lived increase in erosion during the African Humid Period BT - evidence from the northern Kenya Rift JF - Earth & planetary science letters N2 - The African Humid Period (AHP) between similar to 15 and 5.5 cal. kyr BP caused major environmental change in East Africa, including filling of the Suguta Valley in the northern Kenya Rift with an extensive (similar to 2150 km(2)), deep (similar to 300 m) lake. Interfingering fluvio-lacustrine deposits of the Baragoi paleo-delta provide insights into the lake-level history and how erosion rates changed during this time, as revealed by delta-volume estimates and the concentration of cosmogenic Be-10 in fluvial sand. Erosion rates derived from delta-volume estimates range from 0.019 to 0.03 mm yr(-1). Be-10-derived paleo-erosion rates at similar to 11.8 cal. kyr BP ranged from 0.035 to 0.086 mm yr(-1), and were 2.7 to 6.6 times faster than at present. In contrast, at similar to 8.7 cal. kyr BP, erosion rates were only 1.8 times faster than at present. Because Be-10-derived erosion rates integrate over several millennia; we modeled the erosion-rate history that best explains the 10Be data using established non-linear equations that describe in situ cosmogenic isotope production and decay. Two models with different temporal constraints (15-6.7 and 12-6.7 kyr) suggest erosion rates that were 25 to 300 times higher than the initial erosion rate (pre-delta formation). That pulse of high erosion rates was short (similar to 4 kyr or less) and must have been followed by a rapid decrease in rates while climate remained humid to reach the modern Be-10-based erosion rate of,similar to 0.013 mm yr(-1). Our simulations also flag the two highest Be-10-derived erosion rates at 11.8 kyr BP related to nonuniform catchment erosion. These changes in erosion rates and processes during the AHP may reflect a strong increase in precipitation, runoff, and erosivity at the arid-to-humid transition either at 15 or similar to 12 cal. kyr BP, before the landscape stabilized again, possibly due to increased soil production and denser vegetation. KW - northern Kenya Rift KW - Baragoi KW - paleo-delta KW - African Humid Period KW - erosion KW - Be-10 Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1016/j.epsl.2016.11.017 SN - 0012-821X SN - 1385-013X VL - 459 SP - 58 EP - 69 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Vogel, Kristin A1 - Ozturk, Ugur A1 - Riemer, Adrian A1 - Laudan, Jonas A1 - Sieg, Tobias A1 - Wendi, Dadiyorto A1 - Agarwal, Ankit A1 - Roezer, Viktor A1 - Korup, Oliver A1 - Thieken, Annegret T1 - Die Sturzflut von Braunsbach am 29. Mai 2016 – Entstehung, Ablauf und Schäden eines „Jahrhundertereignisses“ T1 - The Braunsbach Flashflood of Mai 29th, 2016-Origin, Pathways and Impacts of an Extreme Hydro-Meteorological Event BT - Teil 2: Geomorphologische Prozesse und Schadensanalyse BT - Part 2: Geomorphological Processes and Damage Analysis JF - Hydrologie und Wasserbewirtschaftung N2 - Am Abend des 29. Mai 2016 wurde der Ort Braunsbach im Landkreis Schwäbisch-Hall (Baden-Württemberg) von einer Sturzflut getroffen, bei der mehrere Häuser stark beschädigt oder zerstört wurden. Die Sturzflut war eine der Unwetterfolgen, die im Frühsommer 2016 vom Tiefdruckgebiet Elvira ausgelöst wurden. Der vorliegende Bericht ist der zweite Teil einer Doppelveröffentlichung, welche die Ergebnisse zur Untersuchung des Sturzflutereignisses im Rahmen des DFG-Graduiertenkollegs “Naturgefahren und Risiken in einer sich verändernden Welt” (NatRiskChange, GRK 2043/1) der Universität Potsdam präsentiert. Während Teil 1 die meteorologischen und hydrologischen Ereignisse analysiert, fokussiert Teil 2 auf die geomorphologischen Prozesse und die verursachten Gebäudeschäden. Dazu wurden Ursprung und Ausmaß des während des Sturzflutereignisses mobilisierten und in den Ort getragenen Materials untersucht. Des Weiteren wurden zu 96 betroffenen Gebäuden Daten zum Schadensgrad sowie Prozess- und Gebäudecharakteristika aufgenommen und ausgewertet. Die Untersuchungen zeigen, dass bei der Betrachtung von Hochwassergefährdung die Berücksichtigung von Sturzfluten und ihrer speziellen Charakteristika, wie hoher Feststofftransport und sprunghaftes Verhalten insbesondere in bebautem Gelände, wesentlich ist, um effektive Schutzmaßnahmen ergreifen zu können. N2 - A severe flash flood event hit the town of Braunsbach (Baden-Wurttemberg, Germany) on the evening of May 29, 2016, heavily damaging and destroying several dozens of buildings. It was only one of several disastrous events in Central Europe caused by the low-pressure system "Elvira". The DFG Graduate School "Natural hazards and risks in a changing world" (NatRiskChange, GRK 2043/1) at the University of Potsdam investigated the Braunsbach flash flood as a recent showcase for catastrophic events triggered by severe weather. This contribution is part two of a back-to-back publication on the results of this storm event. While part 1 analyses the meteorological and hydrological situation, part 2 concentrates on the geomorphological aspects and damage to buildings. The study outlines the origin and amount of material that was mobilized and transported into the town by the flood, and analyses damage data collected for 96 affected buildings, describing the degree of impact, underlying processes, and building characteristics. Due to the potentially high sediment load of flash floods and their non-steady and non-uniform flow especially in built-up areas, the damaging processes differ from those of clear water floods. The results underline the need to consider flash floods and their specific behaviour in flood hazard assessments. KW - flash flood KW - flood risk KW - damaging processes KW - debris flow KW - erosion KW - landslides KW - Braunsbach KW - Sturzflut KW - Hochwassergefährdung KW - Schadensprozesse KW - Erosion KW - Hangrutschungen Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.5675/HyWa_2017,3_2 SN - 1439-1783 VL - 61 IS - 3 SP - 163 EP - 175 PB - Bundesanst. für Gewässerkunde CY - Koblenz ER - TY - THES A1 - Weege, Stefanie T1 - Climatic drivers of retrogressive thaw slump activity and resulting sediment and carbon release to the nearshore zone of Herschel Island, Yukon Territory, Canada T1 - Einfluss des Klimas auf das Auftauen einer rückschreitenden Erosionsfront und die daraus resultierende Sediment- und Kohlenstofffreigabe in den Küstenbereich von Herschel Island, Kanada N2 - The Yukon Coast in Canada is an ice-rich permafrost coast and highly sensitive to changing environmental conditions. Retrogressive thaw slumps are a common thermoerosion feature along this coast, and develop through the thawing of exposed ice-rich permafrost on slopes and removal of accumulating debris. They contribute large amounts of sediment, including organic carbon and nitrogen, to the nearshore zone. The objective of this study was to 1) identify the climatic and geomorphological drivers of sediment-meltwater release, 2) quantify the amount of released meltwater, sediment, organic carbon and nitrogen, and 3) project the evolution of sediment-meltwater release of retrogressive thaw slumps in a changing future climate. The analysis is based on data collected over 18 days in July 2013 and 18 days in August 2012. A cut-throat flume was set up in the main sediment-meltwater channel of the largest retrogressive thaw slump on Herschel Island. In addition, two weather stations, one on top of the undisturbed tundra and one on the slump floor, measured incoming solar radiation, air temperature, wind speed and precipitation. The discharge volume eroding from the ice-rich permafrost and retreating snowbanks was measured and compared to the meteorological data collected in real time with a resolution of one minute. The results show that the release of sediment-meltwater from thawing of the ice-rich permafrost headwall is strongly related to snowmelt, incoming solar radiation and air temperature. Snowmelt led to seasonal differences, especially due to the additional contribution of water to the eroding sediment-meltwater from headwall ablation, lead to dilution of the sediment-meltwater composition. Incoming solar radiation and air temperature were the main drivers for diurnal and inter-diurnal fluctuations. In July (2013), the retrogressive thaw slump released about 25 000 m³ of sediment-meltwater, containing 225 kg dissolved organic carbon and 2050 t of sediment, which in turn included 33 t organic carbon, and 4 t total nitrogen. In August (2012), just 15 600 m³ of sediment-meltwater was released, since there was no additional contribution from snowmelt. However, even without the additional dilution, 281 kg dissolved organic carbon was released. The sediment concentration was twice as high as in July, with sediment contents of up to 457 g l-1 and 3058 t of sediment, including 53 t organic carbon and 5 t nitrogen, being released. In addition, the data from the 36 days of observations from Slump D were upscaled to cover the main summer season of 1 July to 31 August (62 days) and to include all 229 active retrogressive thaw slumps along the Yukon Coast. In total, all retrogressive thaw slumps along the Yukon Coast contribute a minimum of 1.4 Mio. m³ sediment-meltwater each thawing season, containing a minimum of 172 000 t sediment with 3119 t organic carbon, 327 t nitrogen and 17 t dissolved organic carbon. Therefore, in addition to the coastal erosion input to the Beaufort Sea, retrogressive thaw slumps additionally release 3 % of sediment and 8 % of organic carbon into the ocean. Finally, the future evolution of retrogressive thaw slumps under a warming scenario with summer air temperatures increasing by 2-3 °C by 2081-2100, would lead to an increase of 109-114% in release of sediment-meltwater. It can be concluded that retrogressive thaw slumps are sensitive to climatic conditions and under projected future Arctic warming will contribute larger amounts of thawed permafrost material (including organic carbon and nitrogen) into the environment. N2 - Die Yukon Küste in Kanada ist eine eisreiche Permafrost Küste und reagiert hoch sensibel auf verändernde Umweltbedingungen. Rückschreitende auftaubedingte Rutschungen sind vielzählig entlang der Küste und entstehen, wenn exponierter eisreicher Permafrost an Hängen auftaut und der daraus resultierende Schlamm abtransportiert wird. Diese Rutschungen tragen große Mengen von Sediment, inklusive organischen Kohlenstoff und Stickstoff, in den küstennahen Bereich. Das Ziel dieser Studie war 1) die klimatischen und geomorphologischen Antriebskräfte für die Freisetzung von Sediment-Schmelzwasser zu identifizieren 2) die Mengen an Schmelzwasser, Sediment, organischen Kohlenstoff und Stickstoff zu quantifizieren und 3) die Entwicklung der Sediment-Schmelzwasser-Freigabe von rückschreitenden Rutschungen unter zukünftigen klimatischen Veränderungen abzuschätzen. Die größte rückschreitende Rutschung auf Herschel Island wird als „Slump D“ bezeichnet und steht im Fokus dieser Arbeit. Die Analysen basierten auf den Daten, die über 18 Tage im Juli (2013) und 18 Tage im August (2012) erhoben wurden. Eine Abfluss-Messrinne wurde in den Haupt-Sediment-Schmelzwasser-Kanal eingebaut, um die Sediment-Schmelzwassermassen zu erfassen. Zusätzlich wurden zwei Wetterstationen aufgebaut (auf der unberührten Tundra und innerhalb der Erosionsfläche), die Sonneneinstrahlung, Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und Niederschlagsmenge aufzeichneten. Das Abflussvolumen, das vom auftauenden, eisreichen Permafrost und den schmelzenden Schneebänken ablief, wurde gemessen und mit den meteorologischen Daten in Echtzeit mit einer Auflösung von einer Minute verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Freigabe von Sediment-Schmelzwasser beim Auftauen der eisreichen Permafrost-Steilklippe stark von Schneeschmelze, Sonneneinstrahlung und Lufttemperatur abhängen. Die Schneeschmelze führt zu saisonalen Unterschieden, besonders durch den zusätzlichen Betrag von Wasser zu dem erodierenden Sediment-Schmelzwasser der auftauenden Steilklippe. Dies führt zu einer Verdünnung des Sediment-Schmelzwassers. Sonneneinstrahlung und Lufttemperaturen waren die Hauptantriebskräfte für die Schwankungen im Tagesverlauf und die Unterschiede zwischen den Tagen. Die rückschreitende Rutschung gab im Juli (2013) ungefähr 25 000 m³ Sediment-Schmelzwasser frei, welches 225 kg gelösten organischen Kohlenstoff, 2050 t Sediment, inklusive 33 t organischen Kohlenstoff und 4 t Stickstoff enthielt. Im August (2012) fehlte der zusätzliche Eintrag der Schneeschmelze und das Sediment-Schmelzwasser-Volumen war geringer mit 15 600 m³. Dennoch, ohne die zusätzliche Verdünnung, wurden 281 kg gelöster organischer Kohlenstoff freigesetzt. Die Sedimentkonzentration war doppelt so hoch und führte zu einem Sedimentgehalt mit bis zu 457 g l-1 zu 3058 t Sediment, inklusive 53 t organischen Kohlenstoff und 5 t Stickstoff. Zusätzlich wurden die Daten der 36-tägigen Abflussmessung der rückschreitenden Rutschung auf 62 Tage, von 1. Juli bis 31. August auf alle 229 aktiven Rutschungen entlang der Yukon Küste hochgerechnet. Es wurde diskutiert, dass alle rückschreitenden Rutschungen entlang der Yukon Küste zusammen mindestens 1,4 Mio. m³ Sediment-Schmelzwasser während jeder Auftausaison freigeben. Diese enthalten ein Minimum von 172 000 t Sediment, 3119 t organischen Kohlenstoff, 327 t Stickstoff und 17 t gelösten organischen Kohlenstoff. Daher kann zusammengefasst werden, dass zusätzlich zur Küstenerosion von allen Rutschungen noch ein zusätzlicher Beitrag von 3 % Sediment und 8 % organischen Kohlenstoff in die Beaufort See eingetragen wird. Schließlich wurde die zukünftige Entwicklung dieser rückschreitenden Rutschungen bei einem Temperaturanstieg von 2-3 °C bis 2081-2100 diskutiert. Dies könnte zu einem Anstieg der Sediment-Schmelzwasser-Freigabe von 109-114 % führen. Es kann daraus geschlossen werden, dass rückschreitende Rutschungen sensibel auf Klimabedingungen reagieren und mit der Arktischen Erwärmung größere Mengen an auftauenden Permafrost (inklusive organischen Kohlenstoff und Stickstoff) in die Umwelt freigeben werden. KW - permafrost KW - arctic KW - Canada KW - coast KW - erosion KW - Permafrost KW - Arktik KW - Kanada KW - Küste KW - Erosion Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-397947 ER -