Vergleich peripherer Klimastationen anhand ihrer Daten und Klimadiagramme

Inhalt

1. Einleitung
1.1 Abgrenzung des Betrachtungsgebiets
1.2 Verteilung Klimastationen auf der Welt
1.3 Datenquellen und Arbeitsschritte

2. Vergleich der Stationen
2.1 Stationen entlang des 70. Breitenkreises
2.1.1 Eurasien
2.1.2 Nordamerika
2.1.3 Grönland
2.2 Stationen entlang des 80. Breitenkreises
2.3 Stationen entlang des 60. Breitenkreises
2.4 Analyse von Unterschieden und Gemeinsamkeiten der beiden Kontinente Eurasien und Nordamerika
2.5 Klimawandel an den Stationen
2.6 Analyse von Extremwerten

3. Schlussbemerkung

4. Literatur

5. Anhang: Klimadiagramme der Stationen

1. Einleitung

1.1. Abgrenzung des Betrachtungsgebiets

Zu Beginn der Arbeit muss das Betrachtungsgebiet abgegrenzt werden, um die sehr umfangreichen Daten einzugrenzen. Für die Betrachtungen in dieser Arbeit, werden ausschließlich Stationen der nördlichen Halbkugel betrachtet. Hauptaugenmerk liegt dabei auf Stationen um den 70. Breitenkreis, da um ihn eine Vielzahl von peripheren Klimastationen lokalisiert sind. Natürlich müsste man für eine umfassende Betrachtung peripherer Stationen auch viele Stationen der Antarktis oder Hochgebirgsregionen mit in die Arbeit aufnehmen. Dies würde jedoch den Umfang der Arbeit sprengen.

1.2. Verteilung Klimastationen auf der Welt

Es gibt unzählige Klimastationen und ebenso viele Werke und Informationsquellen, in denen Klimastationen verzeichnet sind. Jedoch gibt es Zahlenmäßig natürlich weniger Stationen in peripheren, arktischem Gebieten (vgl. RAWLINS 2003: S. 530) Des Wei­teren sind die vorhandenen Stationen zudem nicht gleichmäßig über die Fläche verteilt, was bei konkreten regional- klimatischen Betrachtungen nur vage Ergebnisse zu ließe. Somit sind alle Beschreibungen in dieser Arbeit unter einer globalen oder allenfalls großregionalen Sichtweise zu sehen. Einzelne Phänomene an den Stationen wurden jedoch versucht zu unter regionaler Sichtweise zu charakterisieren. Umfangreichere Betrachtungen wurden von RAWLINS (2003) durch Interpolationsverfahren durchge­führt.

1.3. Datenquellen und Arbeitsschritte

Ein weiteres Problem stellte bei der Anfertigung dieser Arbeit, die Auswahl der Daten­quellen dar. Wie oben angedeutet, gäbe es unzählige Quellen. Genaue Daten bekommt man von Länderanstalten (z.B. Deutscher Wetterdienst) oder Kontinentalarbeitskreisen (z.B. cold climate data center). Diese sind für regionale Betrachtungen unumgänglich. Für diese Arbeit, die ja auf einer globalen Ebene arbeitet, wurden jedoch nur die Daten von RICHTER (1980), der in zweiter Auflage ein Handbuch ausgewählter Klimastatio­nen der Erde mit 1162 Stationen herausgeben hat, verwendet. In ihm sind auch viele Stationen der nördlichen Breiten in Tabellenform abgedruckt. Seine Werte der Statio­nen stammen aus dem Betrachtungszeitraum von 1931-1960. Um nun eventuelle Ver­gleiche über den Klimawandel anstellen zu können und um aktuellere Daten zu ver­wenden, wurde als zweite Quelle eine Klimadatensoftware von DJEKIC (2001) heran­gezogen, welche frei im Netz verfügbar ist. Diese stützt ihre Werte auf einen Datenbe­reich von 1960-1990 und umfasst insgesamt 2464 Stationen auf der ganzen Welt. Nach HÄCKEL sind „wegen der Wechselhaftigkeit der Witterung mindestens 30 Jahre wün­schenswert“. (1984, S. 124) Somit sind die Beobachtungszeiträume der Arbeit ausrei­chend. Die Auswahl der Stationen orientierte sich an den Breitenkreisen. Wie schon angeführt war dies hauptsächlich der 70. Breitenkreis (19 Stationen). Um den 60. Brei­tenkreis wurden 11 Stationen analysiert und um den 80. Breitenkreis waren es 3 Klima- Stationen. Abbildung 1 zeigt die ausgewählten Stationen um den 19. Breitenkreis. Des Weiteren wurde versucht Daten von möglichst vielen Klimastationen aus beiden Quel­len zu verwenden, um sinnvolle Vergleiche anstellen zu können. Für die Arbeit wurden die Niederschlags- und Temperaturdaten aller ausgewählten Klimastationen in das Ta­bellenkalkulationsprogramm Microsoft Excel inkl. aller Daten (Lage, Name etc.) über­tragen. In einem weiteren Schritt erfolgte das Erstellen von Klimadiagrammen (siehe Anhang). Zusätzlich wurden einige Stationen zusammengefasst und miteinander vergli­chen. Wie Abbildung 1 zeigt, mussten häufig die Stationen nach dem Einfluss von Meeren oder nach ihrer Kontinentalität charakterisiert werden. Diesen Zusammenhang beschreibt HÄCKEL (1984: S. 129) wie folgt: „Das Festlandsklima weist große Tages­und noch größere Jahresschwankungen der Lufttemperatur auf. Das kontinentale Klima ist durch seine sehr kalten Winter noch stärker ausgeprägt als durch seine warmen Som­mer. Die Niederschläge konzentrieren sich stets mehr auf den Sommer, denn die kalte Winterluft ist zu arm an Wasserdampf, um ergiebige Niederschlagswolken bilden zu können.“ Diese Grundlagen sind unumgänglich um nun die einzelnen Stationen zu be­trachten.

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Abbildung 1: ausgewählte Stationen um den 70. Breitenkreis (Quelle: Satellitenbildgrundlage: Google Earth 2008; Eintragungen der Stationen durch Michael List

2. Vergleich der Stationen

Falls nicht anders angegeben, beziehen sich alle Werte auf die Klimastationssoftware von DJEKIC 2001 mit einem Datensatz von 1960 bis 1990.

2.1. Stationen entlang des 70 Breitenkreises

2.1.1. Eurasien

Die Betrachtung beginnt mit einer Station auf einer kleinen Insel im Atlantik. Jan May­en gehört zu Norwegen und ist aufgrund seiner Lage mitten im Wasser als „Ausgangs­punkt“ gut geeignet. Mit 683 mm durchschnittlichem Niederschlag und einer Jahres­durchschnittstemperatur von -2,1 Grad Celsius gehört sie eindeutig in den Polaren Raum. Wie aus Abbildung 3 ersichtlich ist, liegt das Niederschlagsmaximum Septem­ber und Oktober. Generell kann man feststellen, dass das Niederschlagsmaximum im Winterhalbjahr (Oktober-März 376mm, April-September 307mm) liegt. Die Tempera

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Abbildung 2: mittlere Monatstemperaturen ausgewählter Stationen in Eurasien (Werte 1960-1990) (Quelle: siehe Angabe, eigene Zusammenstellung)

turkurve ist durch keine starke Amp­litude gekennzeichnet. Es herrschen von Dezember bis März relativ gleichmäßige Temperaturen zwi­schen 5-7 Grad minus, während in den Sommermonaten ein Monatsma­ximum von 4 Grad im August er­reicht wird. Damit ergibt sich eine Amplitude von nur knapp 11 Kelvin. Auffällig ist der im Vergleich zu den nun folgenden Stationen geringere Einfluss des Golfstroms auf die Temperatur. Tromsö und Vardo er­reichen durch den Golfstrom Maxi­malwerte von 11,5 bzw. 9 Grad bei vergleichbaren negativen Werten. Tromsö, an der Westküste Norwegens, lässt sich durch ihren hohen Jahresniederschlag charakterisieren. Durch den Einfluss des Golfstroms und den Stauregen entlang der skandinavischen Gebirge erreicht Tromsö einen Jahresniederschlag von 1023 mm. Die Niederschlagsverteilung folgt denen von Jan Mayen. Mit einer positiven Jahresdurch­schnittstemperatur von 1,8 Grad zeigt sich die oben angesprochenen höheren Tempera­turen. Vardo, auf der Ostseite des Gebirges gelegen, erhält mit nur noch knapp der Hälfte der Niederschläge (556,7 mm). Die sonst mit Tromsö vergleichbaren Werte las­sen sich durch den Einfluss des Atlantiks und des Golfstroms erklären, welcher als gro­ße Wasserfläche „seine Wärme nur langsam abgibt und in der kalten Jahreszeit wie ein Wärmespeicher wirkt. Außerdem besteht im gesamten Nordostatlantik eine positive Wärmeanomalie, die durch das warme Wasser des Nordatlantikstroms hervorgerufen wird und sich besonders im Winter auswirkt.“ (SCHRÖDER 2000: S. 12)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ab der Station Murmansk ist eine zunehmende Kontinentalität zu erkennen. Diese ist durch eine Abnahme der Niederschläge, massive negative Temperaturen und eine große Temperaturamplitude zwischen Sommer und Winter gekennzeichnet. (vgl. TRETER 1993: S. 23) Tromsö soll mit einer Temperaturamplitude von 17 Kelvin von Sommer zu Winter als „Vergleichstation“ genommen werden. Murmansk besitzt eine Tempera­turdifferenz von 22,7 Kelvin, Hoseda-Hard von 34,3 Kelvin, Dudinka von 38,9 Kelvin, Cokurdah von 43,4 Kelvin. Die Station Ostrov Vrangelya ist mit 28,4 Kelvin (RICH­TER 1980: S. 114) durch ihre Randlage von leichtem Einfluss durch den Pazifik ge­prägt. (vgl. TRETER 1993: S. 23). Betrachtet man nur die Januartemperaturen fällt auf, dass diese mit zunehmender Ostlage der Station abnehmen. So misst man in den noch vom atlantischen Einfluss geprägten Murmansk noch -11,5 °C, in Hoseda-Hard - 21,2 °C und in Dudinka -28 °C. Erst hier, östlich des Jenisseis beginnt die Temperatur in Mitten des ostsibirischen Kaltluftdoms (vgl. ENDLICHER 1996: S. 575) auf bis zu ca. -41°C (Olenjak und Bulun) zu sinken. Auffälligstes Merkmal beim Vergleich der Niederschläge ist neben der absoluten Abnahme auch das Verschieben der Nieder- schlagsmaxima vom Herbst (Tromsö im Oktober) hin zum Summer (Juli/August) wel- che auf die konvektive Anwärmung der Atmosphäre durch die sommerlichen Boden­temperaturen und dem damit verbundenen Hitzetief zurückzuführen sind (vgl. ENDLI­CHER 1996: S. 580).

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Abbildung 4: : mittlere Jahresniederschläge ausgewählter Stationen in Eurasien (Werte 1960-1991) Quelle: siehe Angabe, eigene Zusammenstellung

Außerdem werden „die Winterniederschläge, die überall als Schnee fallen, mit zuneh­mender Kontinentalität geringer. (TRETER 1993: S. 25) Hinsichtlich der Jahressum­men lässt sich feststellen, dass die Werte von 474 mm in Murmansk bis auf nur 122 mm in Bulun abnehmen und anschließend wieder bis auf 226 mm in Cokurdah anstei­gen. Als Grund der Abnahme gibt TRETER (1993 : S. 23) den nach Osten hin abneh­mende Einfluss des Westwindzone an.

2.1.2. N ordamerika

Blickt man nun über den Pazifik hinweg auf den nordamerikanischen Kontinent, so erkennt man schnell, dass diese Klimate sehr kontinental geprägt sind. Auffällig ist außerdem, dass sich die ausgewählten Klimastationen nur geringfügig unterscheiden. Einzig die Stationen Clyde und die Stationen auf Grönland sind extra zu behandeln, da sie schon wieder im Einfluss des Atlantiks stehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Betrachtung der Temperatur ergibt folgende Punkte. Die Jahres­durchschnittstemperaturen variieren nur sehr gering. Sie liegen jeweils um die -12,4 °C bis maximal -15°C an der Station Gladman Point. Bis zur Station Lady Franklin (113° West) bleiben die Durchschnitts­temperaturen konstant bei 12,4 Grad.

Danach fallen Sie auf -15°C um danach bis zu der im Osten liegen­den Station Clyde wieder auf -13,1 Grad anzusteigen. Im Vergleich zu Asien ist über den gesamten Konti­nent auch eine geringere Variabilität der Temperaturamplitude erkennbar.

Sie variiert nur um 10 K von 31,9 K in Barrow bis 42,1 K am Glad- man Point, der insgesamt etwas geringere Temperaturen als die an­deren Stationen aufweist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Dies mag wohl an der etwas meerferneren Lage liegen, die dann wiederum kontinentalere Ein­flüsse zeigt. Betrachtet man nun die Niederschlagsverteilung, so erkennt man sehr schnell, dass alle betrachteten Stationen gleiche Jahresgänge der Niederschläge besitzen. Alle Stationen haben ihr Maxima im Sommer (Juli/August) und die Minima von No­vember bis Mai. An allen Stationen fällt im Winter durchschnittlich etwa nur 5 mm Niederschlag. Dieser steigt im Sommer auf durchschnittlich 25 mm an. Die Jahres­summen variieren von 112mm bis 134mm.

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Abbildung 6: mittlere Monatsniederschläge ausgewählter Stationen in Nordamerika (Daten 1960-1990) Quelle: Djekic 2001, eigene Zusammenstellung

2.1.3. Grönland

Wie oben angedeutet, werden die Stationen Clyde und die grönländischen Stationen separat behandelt, da sie sich durch den Einfluss der atlantischen Polarfront (Zyklonen­tätigkeit) im Sommer und der kanadischen Arktik-Front im Winter (vgl. BLÜMEL 1999: S. 134) von anderen unterscheiden. Clyde, noch auf dem Kontinent gelegen, er­hält durch die Küstenlage entscheidend mehr Niederschlag und besitzt höhere Tempe­raturen. So fällt in Clyde etwa doppelt so viel Niederschlag als am Gladman Point und auch die Jahresdurchschnittstemperatur ist mit -13,1 Grad Celsius um fast 2 K höher. Außerdem liegt das Maximum des Niederschlags nicht mehr im Juli/August, sondern in Clyde im Oktober (siehe Verhältnisse in Tromsö). Wandert man nun entlang des 70. Breitenkreises weiter nach Osten, stößt man auf zwei Stationen in Grönland welche weiterhin zunehmende Werte verzeichnen. So steigt die Jahresdurchschnittstemperatur im Osten Grönlands auf -4,6 °C an und gipfelt im Westen Grönlands in Angmagssalik bei minus 1,6°C. Auch die Temperaturamplitude nimmt von -22,5 K auf -14,3 K ab.

Die Sommertemperaturen von 6,4°C im Juli ermöglichen im Bereich von Angmagssa­lik sogar noch Heide-, Gras- und Mooswachstum. (vgl. BLÜMEL 1999: S. 134) Noch extremer zeigt sich der maritime Einfluss bei der Zunahme der Niederschläge. So fallen in Clyde noch 217mm im Jahr, in Egedesminde 268,6 mm und in Angmagssalik sogar 954mm im Jahr mit einem Niederschlagsmaximum im Winter (Januar).

2.2. Stationen entlang des 80. Breitenkreises

In diesem weiteren Abschnitt werden nun drei Klimastationen des 80 nördlichen Brei­tenkreises charakterisiert. Die Daten stamm dabei alle von RICHTER (1980: S. 113 und S. 325). Alle drei Stationen sind durch sehr negative Temperaturen gekennzeichnet. Die Maximalwerte im Juli liegen zwischen 1 °C und 3,9 °C in Alert. Alert besitz von den drei betrachteten Stationen die größte Temperaturamplitude (36,9 K) während die

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Abbildung 7: Vergleich der Stationen um den 80. Breitenkreis (Daten 1960­1990) Quelle: Djekic 2001, eigene

Zusammenstellung beiden anderen mit nur 23,9 K bzw. 28,9 K dahinter zurückbleiben. Die Jahresdurch­schnittstemperatur fällt von -11,9°C in Ostrov Rudolfa nach Ostrov Domashiny (-14,1 °C) auf minus 17,8°C in Alert ab. Diese wenig symmetrische Temperaturvertei­lung der Arktis wird mit verursacht durch den weitreichenden Golfstrom Einfluss im Europäischen Nordmeer und im südlichen Polarmeer (BLÜMEL 1999: S. 131) Wie nicht anders zu erwarten für solch polare Stationen fällt über das Jahr gesehen durch­schnittlich nur zwischen 100 und 150 mm Niederschlag. Auch hier sind die beiden rus­sischen Stationen genau gleich, während Alert knapp 50 mm mehr Niederschlag erhält.

2.3. Stationen entlang des 60. Breitenkreises

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Abbildung 8: Verteilung der Jahresmitteltemperatur entlang des 60. Breitenkreises (Daten 1960-1990) Quelle: Djekic 2001, eigene Zusammenstellung

Da sich die Arbeit mit peripheren Klimastationen der nördlichen Breiten befasst und wie oben beschrieben das Gebiet auf nördlich des Wendekreises festgelegt wurde, sol­len die Stationen hier nur zusammenfassend anhand der Jahresdurchschnittswerte erör­tert werden. Wie Abbildung 8 zeigt, ergibt sich, wie auch nicht anders zu erwarten, das gleiche Bild wie entlang des 70. Breitenkreises. Im Bereich des Einflussbereichs des Atlantiks von 22° W bis 53° O herrscht eine positive Jahresdurchschnittstemperatur. Am 9. Längenkreis (Orland / Norwegen) herrschen mit 5,2°C die höchsten Mittelwerte entlang des Längenkreises. Je weiter man die kontinentalem Bereiche Asiens oder Nordamerikas vordringt, desto geringer werden die Durchschnittstemperaturen. Aus­nahme stellt der Bereich im Südosten Alaskas dar. Als Bezugsstation wurde Yakutat ausgewählt, die neben den kapp 4000 mm Jahresniederschlag auch eine mittlere Jahres-

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Abbildung 9: Verteilung der Niederschläge entlang des 60. Breitenkreis (Daten 1960-1990) Quelle: Djekic 2001, eigene Zusammenstellung

temperatur von 3,9 °C besitzt. „Es werden Luftmassen aus westlichen Richtungen auf den amerikanischen Kontinent geführt. Sie sind relativ mild und feucht, weil sie von einem Ausläufer des warmen Kuroshiostroms beeinflusst werden, der bis and die Küs­ten Südalaskas reicht.“ (SCHRÖDER 2000: S. 94) Unterstützt wird diese Nieder­schlags und Temperaturanomalie durch die bis 5000m hohen Elias Mountains welche zu einer Stauung der Luft und dem damit verbundenen Abregnen führen. (vgl. SCHRÖDER 2000: S. 94) Bei der Analyse der Niederschläge zeigen sich die enormen Niederschläge im Bereich von Alaska (siehe oben). Wie auch schon entlang des 70. Längenkreis ist eine klare Gliederung möglich. Im Bereich des maritimen Einflusses des Atlantiks steigen die Jahresniederschläge auf etwa 1000mm in Orland in Norwegen an, fallen dann bis zur Station Jokionen auf knapp die Hälfte. Mit der zunehmenden Kontinentalität der asiatischen Landmasse wird das Minimum der Jahresniederschläge in Erbogacen (108°O) in Mittelsibirien erreicht. Je weiter man dann in den Einfluss des Pazifik kommt, desto mehr steigen die Niederschläge über die Station Kamenskoe (166°O) auf der Halbinsel Kamtschatka bis nach King Salomon in Alaska wieder auf knapp 500mm an. Wie auch schon weiter oben beschrieben, fallen die Niederschläge im kontinentalen Bereich im Juli und August, in den maritim geprägten Regionen hauptsächlich im September und Oktober.

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