Klimaklassifikation im Überblick

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1 Einleitung

2 Die Klimaklassifikation
2.1 Allgemein
2.2 Die Anfänge der Klimaklassifikation
2.3 Genetisch - dynamische Klimaklassifikation
2.3.1 Genetisch - dynamische Klimaklassifikation nach H. Flohn
2.3.2 Genetisch - dynamische Klimaklassifikation nach E. Kupfer
2.3.3 Genetisch - dynamische Klimaklassifikation nach W.H. Terjung und S.S.F. Louie
2.4 Effektive Klimaklassifikation
2.4.1 Effektive Klimaklassifikation nach W. Köppen
2.4.2 Effektive Klimaklassifikation nach C. Troll / K.H. Paffen
2.4.3 Effektive Klimaklassifikation nach A. Penck
2.5 Ökologische Klimaklassifikation
2.5.1 Ökologische Klimaklassifikation nach W. Lauer / P. Frankenberg
2.5.2 Ein didaktisch begründeter Klassifikationsversuch, das Baukastensystem von A. Siegmund / P. Frankenberg
2.6 Vorteile, Nachteile, Verwendungen

Literaturverzeichnis

Anhang
A.1 Begriffsbestimmung
A.2 Klimasystem
A.3 Allgemeine Klimatypen

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Gliederung der Erdoberfläche In Klimaprovinzen nach A. Supan 1884, Hupfer, Peter (1991): Klimasystem der Erde, Diagnosen, Modellierung, Schwankungen und Wirkungen, S. 222

Abbildung 2: Die unterschiedliche Erwärmung, Haber, Heinz (1971): Unser Wetter,S. 29

Abbildung 3: Hypothetische Luftströmung bei stehender, nichtgekippter Erde, Blij, H.J. / Muller, P.O. (1996): Physical Geography of the Global Environment

Abbildung 4: Hypothetische Luftströmung bei sich drehender, nichtgekippter Erde, Blij, H.J. / Muller, P.O. (1996): Physical Geography of the Global Environment

Abbildung 5: Aufstieg und Abfall der Luftmassen Briggs, D. / Smithson, P. (1994): Fundamentals of Physical Geography

Abbildung 6: Die genetische Klimaklassifikation nach Flohn auf der hypothetischen Klimarübe http://www.geographie.uni-muenchen.de

Abbildung 7: Räumliche Verteilung der Klassen der genetischen Klimaklassifikation nach H. Flohn, Liljequist, G.H. / Cehak, K. (1990): Allgemeine Meteorologie

Abbildung 8: Energie-Input-Output-Klimate der Erde nach W.H. Terjung und S.S.F. Louie in vereinfachter Fassung, Hupfer, Peter (1991): Klimasystem der Erde, S.263

Abbildung 9: Rübe mit der Verteilung der Köppen´schen Klimazonen, Blij, H.J. / Muller, P.O. (1996): Physical Geography of the Global Environment

Abbildung 10: Vegetationsorientierte Klimate der Erde nach W. Köppen 1936 in der Neukartierung von R. Geiger 1961, Hupfer, Peter (1991): Klimasystem der Erde, S. 228

Abbildung 11: Klimatische Vegetationszonen nach Troll 1948, Zienert, Adolf (1981): Eindeutige Bezeichnung für Klimazonen. S.86

Abbildung 12: Klimazonen der Erde Troll / Paffen 1964, Lauer, Wilhelm (1993): Das geographische Seminar, Klimatologie, S. 196/197

Abbildung 13: Klimatische Bereiche der Erde auf Basis der Klassifikation von Penck, Lauer, Wilhelm (1993): Das geographische Seminar, S. 199

Abbildung 14: Diagramm der theoretischen täglichen Sonnenscheindauer, Lauer, Wilhelm (1993): Das geographische Seminar, S. 202

Abbildung15: Westseitenklima, http://www.supplement.de/geographie

Abbildung 16: Ostseitenklima, http://www.supplement.de/geographie

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Troll / Paffen Klimaklassifikation, http:// klimadiagramme.de

Tabelle2: Vergleich einiger Klimaklassifikationen, Schönwiese, Christian – Dietrich (2002): Klimatologie, S. 240

Tabelle 3: Klimazonen und Klimatypen nach Lauer / Frankenberg http://www.payer.de/entwicklung

Tabelle 4: Klimazonen, Siegmund, Alexander / Frankenberg, Peter (1999): Klimatypen der Erde, S. 498

Tabelle 5: eigener Entwurf

1 Einleitung

Klima! Ein Begriff, der die Menschen schon immer bewegt, interessiert und auch fasziniert, weil das gesamte Leben auf der Welt mehr als abhängig von ihm ist.

Die Klima-Thematik im Allgemeinen steht besonders heutzutage, mehr denn je, im öffentlichen Interesse.

Begriffe, wie Klimaschwankung, Klimaveränderung, Klimaentwicklung, Klimaproblem etc. sind in aller Munde und ein jeder hat dies schon in gewisser Art und Weise am eigenen Leibe gespürt. Gerade seit den letzten Jahren sind Wetterphänomene wie z.B. El Nino, vermehrt aufkommende Stürme und Hurrikans, Überschwemmungen und Unwetter beinahe täglicher Bestandteil der Berichterstattung der weltweiten Medien. Auch Politiker fast aller Länder treffen sich zu Kongressen, die sich um das globale Klima drehen und bei denen über die Situation, die weitere Entwicklung und mögliche Klimaschutzmaßnahmen diskutiert wird. Der Mensch hat durch, z.B. Abholzung der Regenwälder, Verstädterung, Ausstoß von CO2, Eingriffe in den Wasserhaushalt und andere ‚Umweltzerstörende Maßnahmen’, aber auch durch Land- und Forstwirtschaft etc., großen Einfluss auf das Klima und somit auch auf die Klimazonen genommen. Trockengrenzen und Wüsten denen sich beispielsweise langsam aber stetig aus.

Klimageographische Forschung und deren Klassifikation wird bereits seit dem Altertum betrieben und hat zum Verständnis der Entstehung der verschiedenen Klimate auf der Erde gedient. Darüber hinaus dient sie heute vor allem auch als Grundlage für zahlreiche natur- und kulturräumliche Fragestellungen.

Aber erst im vorigen Jahrhundert hat man damit begonnen, klimatologische Erscheinungen wie Temperatur, Niederschlag, Winde und Wolken systematisch zu messen und aufzuzeichnen, womit eine genauere Definition von Wetter, Witterung und Klima erst möglich wurde.

Die Lehre vom Klima und dessen räumlicher und zeitlicher Veränderung ist Forschungsobjekt von vielen wissenschaftlichen Fachbereichen, die es somit, gerade heute, im Zeitalter des technischen Fortschritts und immer besseren Entwicklung von Erkundungs- und Rechentechnik, zu einem immer aktuelleren und exakterem Forschungsgebiet werden lässt.

Viele der Klassifikationsentwürfe sind, obwohl sie, nach wie vor, wichtige Grundlage bleiben, natürlich nicht nur allein durch Klimaveränderungen, sondern einfach aus wissenschaftlicher Sicht zum Teil überholt, da sie teilweise nicht objektiv nachvollziehbar sind und/oder auf veraltendem Datenmaterial basieren. Fachdidaktische Aspekte sind weitestgehend vernachlässigt oder haben nur sekundäre Bedeutung.

Im weiteren Verlauf möchte ich allgemeine klimatische Begriffe klären, eine Übersicht über die Klimaklassifikation im Allgemeinen und im Speziellen geben und die wichtigsten und bekanntesten älteren und neueren globalen Klimaklassifikationen vorstellen.

2 Klimaklassifikation

2.1 Allgemein

Zunächst einmal bedeutet Klimaklassifikation, eine Einordnung verschiedener örtlicher Einzelklimate nach einem bestimmten Ordnungssystem auf der Oberfläche der Erde. Dazu müssen die charakteristischen geographischen Unterschiede des Klimas typisiert werden. Als Typisierungsgrundlage für die verschiedenen Einzelklimate werden auf die im Anhang beschriebenen Klimaelemente und Klimafaktoren zurückgegriffen.

Die so entwickelten Klimatypen werden mit Hilfe kartographischer Darstellungsmittel in Form von Klimagebieten, Klimagürtel, Klimazonen, etc. veranschaulicht.

Man muss sich jedoch immer vor Augen halten, dass eine Grenzziehung im eigentlichen Sinne immer falsch ist, da es keine festen Grenzen, sondern höchstens Übergangsbereiche, zwischen den, auf der Erde vorhandenen Klimaten gibt.

Mit Berücksichtigung auf die Übersichtlichkeit sollte bei globalen Klimaklassifikationen laut M. Hendl auch nicht mehr als 25 Klimatypen erfasst werden. Ebenfalls sollten sie selbstverständlich objektiv nachvollziehbar, gut begründet und eine klare Unterscheidung der Klimazonen aufweisen.

Bis zum heutigen Tage wurden, besonders im 19. und 20. Jahrhundert, zahlreiche Klimaklassifikationen verfasst. Dabei wurden oft, geleitet durch fachspezifische Anliegen, sehr unterschiedliche Ansätze und Vorgehensweisen benutzt.

Die heutigen Klimaklassifikationen lassen sich grob in vier Arten unterteilen:

- Genetisch - Dynamische Klimaklassifikation
- Effektive Klimaklassifikation
- Ökologische Klimaklassifikation, und
- Deskriptive Klimaklassifikation

Die rein deskriptiven Klimaklassifikationen lasse ich im weiteren Verlauf außer Acht, denn sie beruhen ausschließlich auf den Klimaelementen Temperatur und Niederschlag im Jahres- und Tagesverlauf. Hierbei gibt es keine sinnvollen Abgrenzungen der einzelnen Regionen, da diese eher willkürlich vorgenommen werden. Allerdings treten deskriptive Klimaklassifikationen oft als Mischform zusammen mit der effektiven Klimaklassifikation auf.

2.2 Die Anfänge der Klimaklassifikation

Die ersten Versuche eine klimatische Gliederung der Erdoberfläche aufzustellen machte A. Supan im Jahre 1884.

Dabei grenzte er, nach klimatischen Merkmalen, eher gefühlsmäßig, meist ohne quantitative Benennung benachbarte Erdräume voneinander ab, die er Klimaprovinzen nannte (Abb. 1). Diese Klimaprovinzen (z.B. 2.1. Westeuropäische Provinz, vgl. Abb. 1) existierten auf der Erde somit nur einmal. Daher bot dieser Klassifikationsversuch keine Möglichkeiten „Gemeinsamkeiten im Klima weit voneinander entfernter Erdräume aufzudecken und dadurch die Existenz klimatischer Typen und deren gesetzmäßige räumliche Anordnung auf der Erdoberfläche zu erkennen.“ (Hupfer, 1991, S. 223)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Gliederung der Erdoberfläche in Klimaprovinzen nach A. Supan 1884, Hupfer, 1991, S. 222

2.3 Genetisch - dynamische Klimaklassifikation

Die genetische Klimaeinteilung, die als wesentlichen Bestandteil die dynamischen Vorgänge (die zu den Klimaten führen, z.B. planetarische Zirkulation) umfasst, geht von der Entstehung (Genese = Entstehung) der Klimate aus.

Genetisch – dynamische Klimaklassifikationen beziehen sich somit auf die beiden klimagenetischen Hauptfaktoren, den Strahlungs- und Wärmehaushalt der Erdoberfläche und die atmosphärisch – ozeanische Zirkulation (dreidimensionales Windfeld) oder atmosphärische Luftmassencharakteristika. Hauptproblem dieser Klassifikation ist die kartographische Abgrenzung.

Die Grundlage der genetisch – dynamischen Klassifikation ist besonders das Verständnis der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation.

Atmosphärische Zirkulation

„Der ständig wiederkehrende Ablauf weltweiter Austauschvorgänge in der Lufthülle der Erde. Dieser mittlere Zirkulationsmechanismus wird durch die erdgeometrisch bedingte, unterschiedliche Zufuhr von Strahlungsenergie in Gang gehalten. Er führt zu einem weltweiten horizontalen und vertikalen Austausch von Luftmassen in der Troposphäre und zu einem Ausgleich der Bewegungsenergien.“ (Leser, 2001, S. 26)

Auf Grund der oben genannten „erdgeometrisch bedingten, unterschiedlichen Zufuhr von Strahlungsenergie“ (vgl. Abb. 2) ist die Strahlungsbilanz am Äquator positiv und eine Temperaturerhöhung die Folge. An den beiden Polen ist die Strahlungsbilanz hingegen negativ und somit ist die Abkühlung der Luft und des Bodens groß. Diese Temperaturdifferenzen sind die Grundlage für die globale Zirkulation der Atmosphäre.

Durch die Erwärmung im Äquatorialgebiet steigt dort die warme Luft auf, womit der Luftdruck dementsprechend fällt. Dieses thermische Tiefdruckgebiet wird als Äquatoriale Tiefdruckrinne oder auch Innertropische Konvergenzzone (ITC) (Boden- und Luftströmung) bezeichnet. Am Pol sinkt die kältere Luft nach unten. Hier entsteht das so genannte Polarhochgebiet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Die unterschiedlich Erwärmung, hervorgerufen durch ein Sonnenstrahlbündel gleichen Querschnitts am Äquator und in der Arktis, erklärt sich aus der Erdkrümmung: die Energie des Strahlenbündels muss in der Arktis eine viel größere Fläche versorgen, Haber, 1971, S. 29

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Hypothetische Luftströmung bei einer stehenden nichtgekippter Erde, Blij, 1996

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Hypothetische Luftströmung bei sich drehender nichtgekippter Erde, Blij, 1996

Auf Grund der, bisher außer Acht gelassenen, Rotationsbewegung der Erde und der sich daraus entwickelnden Coriolis - Kraft existieren weitere Zirkulationssysteme. Die Coriolis – Beschleunigung bewirkt auf der Nordhalbkugel eine Rechtsablenkung der Luftmassen, auf der Südhalbkugel hingegen eine Linksablenkung. Dies hat zur Folge, dass auf der Nordhalbkugel der Wind um Hochdruckgebiete sich im Uhrzeigersinn, um Tiefdruckgebiete gegen den Uhrzeigersinn dreht (auf der Südhalbkugel umgekehrt).

Zwischen 30°N und 30°S bildet sich die Passatzirkulation aus. Am Boden weht dort der Nordost- bzw. Südostpassat (ohne Erdrotation käme er auf der Nordhalbkugel von Norden) und in der Höhe ein starker Westwind, aus dem sich bei etwa 30° der so genannte Subtropen-Jetstream entwickelt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Aufstieg und Abfall der Luftmassen an der Stelle stärkster Einstrahlung von der Seite: die Hadley-Zelle, Briggs, 1994

Unter dem Subtropen-Jetstream befindet sich der subtropische Hochdruckgürtel. In Richtung des Äquators strömen aus diesen Hochdruckgebieten die Passatwinde und polwärts die außertropischen Westwinde. Die Westwinde transportieren Hoch- und Tiefdruckgebieten (Antizyklonen und Zyklonen) nach Osten. Diese Westwindzone wird als planetarische Frontalzone bezeichnet. Polwärts dieser Zone schließt sich die subpolare Tiefdruckrinne an. Dort konvergieren die Westwinde mit den polaren Ostwinden, die von den Polen kommen. Über der Polarfront in der Höhe weht der Polarfront-Jetstream. Dieser bildet Schlingen (Mäander), welche die Verursacher der Zyklonen und Antizyklonen in der Westwindzone sind.

Die Ausprägung und Stärke der atmosphärischen Zirkulation wird noch durch andere Faktoren geprägt. So entwickelt sich beispielsweise aus der Passatzirkulation die Monsunzirkulation durch die unterschiedliche Lage und Erwärmung von Land und Meer (vor allem in Indien). Auch gibt es auf der Südhalbkugel, auf Grund weniger Landmassen, die im Weg stehen, eine erheblich ausgeprägtere Westwinddrift in der planetarischen Frontalzone.

2.3.1 Genetisch - dynamische Klimaklassifikation nach Flohn

Die, laut zahlreichen anerkannten Wissenschaftlern, wohl bekannteste aller genetisch – dynamischen Klimaklassifikationen ist die, im Jahre 1950 aufgestellte, „semi“ – genetische Gliederung der Klimate der Erde von Hermann Flohn. Sie war einer der „… beiden konsequent nach genetischen Gesichtspunkten aufgebauten Klimaklassifikationen“. ersten (neben Alisov, Anm. des Verfassers) (Hupfer, 1991, S. 255)

Diese beruht auf das allgemeine Zirkulationssystem und dem dreidimensionalen Windfeld der Erde; auch im besonderem Maße auf das jahreszeitliche Alternieren von diesem gesehen. Dabei wurde von Flohn, auch nicht die, je nach Erdhalbkugel, unterschiedliche Land- Meerverteilung, bzw. der Erdballsymmetrie, die großen Einfluss auf das Klima hat, außer Acht gelassen.

Flohn entwickelte, gemäß einer ganzjährigen Dominanz oder einem jahresperiodischem Wechsel von westlicher bzw. östlicher Vorzugsrichtung der zonalen Strömung, je Erdhalbkugel, vier Dauerklimazonen und, dazwischen verteilt, drei Wechselklimazonen. Diese hat er dann in den „Idealkontinent“ zunächst schematisch eingezeichnet. Bei diesem so genannten Idealkontinent treten die Landmassen nicht als natürliche Kontinente auf, sondern als Fläche, die der Breitenkreisabhängigen Breite der jeweiligen Landesanteile entspricht. Da auf der Nordhalbkugel die Landmasse im Gegensatz zur Südhalbkugel dominiert entsteht auf diese Art und Weise ein Kontinent der einer auf dem Kopf stehenden Rübe ähnelt. Obwohl Flohn seine Klassifikation nur auf dem Idealkontinent dargestellt hat, kommt dabei die Asymmetrie zwischen den West- und Ostküsten der Kontinente klar zum Vorschein (in der Realität z.B. beim amerikanischen Kontinent vorhanden)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Die genetische Klimaklassifikation nach Flohn auf der hypothetischen Klimarübe, http://www.geographie.uni-muenchen.de

Er hat sie wie folgt beschrieben:

1. Äquatoriale Westwindzone mit den innertropischen Konvergenzen (stetig) (TT)
2. Subtropische Trocken- und Passatzone (alternierend) (TP)
3. Das stetige Passatklima der randtropisch – subtropischen Trockenzone(stetig) (PP)
4. Subtropische Winterregenzone (Mittelmeerklima) (alternierend) (PW)
5. Außertropische Westwindzone (stetig) (WW)
6. Subpolarzone mit sommerlichen polaren Ostwinden;
6a. Kontinentaler Untertyp: boreale Zone (nur auf der Nordhalbkugel, sie liegt im Winter unter Einfluss des festländischen Kältehochs.) (alternierend) (EW)
7. hochpolare Ostwindzone (stetig) (EE)

Die Abkürzungen beziehen sich auf die vorherrschende Strömung (erster Buchstabe: Sommer, zweiter: Winter)

T: innertropischen westlichen Winde
P: Passate (tropische östliche Winde)
W: außertropische westliche Winde
E: polare östliche Winde

(Hupfer, 1991, S. 256)

2.3.2 Genetisch - dynamische Klimaklassifikation nach Kupfer

Im Jahre 1954 versuchte E. Kupfer, die von Hermann Flohn nur auf dem Idealkontinent eingezeichneten Klimazonen, auf einer Weltkarte wiederzugeben, dabei änderte er ein wenig die Bezeichnungen der einzelnen Klimazonen und gliederte sie ein auch etwas anders (Abb. 7).

Seine Klimaklassifikationsversuch erstellte er ebenfalls im allgemeinen mit zu Hilfenahme der klimagenetischen Hauptfaktoren und im speziellen mit dem globalen Zirkulationssystem und dem Strahlungseinfluss, der Verdunstung, der Hochdruck- und Tiefdruckwirbel, der Höhenlage, dem Reibungsfluss (z.B. durch Gebirgsbarrieren), den Auswirkungen von Luv und Lee und Albedo.

Eine Problematik ergibt sich hierbei jedoch bei der Illustration dieser Klassifikation in Bezug auf die jahreszeitliche Verschiebung, wie z.B. dem Monsun in Indien. Auch Flohn hatte bei seiner Darstellung das Monsunklima, als eigenen Klimatyp ausgelassen.

Er hat seine Klimazonen (grobe Einteilung) wie folgt beschrieben (vgl. Abb. 7):

Immerfeuchtes innertropisches Klima (stetig) (TT)

Periodisch feuchtes innertropisches Klima (alternierend) (TP)

Passatklimate (stetig) (PP)

Subtropisches Klima (alternierend) (PW)

Klima der planetarischen Frontalzone (stetig) (WW)

Subpolares Klima (alternierend) (EW)

Polares Klima (stetig) (EE)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Räumliche Verteilung der Klassen der genetischen Klimaklassifikation nach H. Flohn (1950) / E. Kupfer (1954), Liljequist, 1990

2.3.3 Genetisch - dynamische Klimaklassifikation nach W.H. Terjung und S.S.F. Louie

Im Jahre 1972 verfassten W.H. Terjung und S.S.F. Louie die erste genetisch – dynamische Klimaklassifikation, die auf der Energiebilanz der Erde beruht. Dabei konnten sie bereits in den 70er Jahren auf EDV- Systeme zurückgreifen und so „die physikalischen Ansprüche, die man an eine Klassifikation stellt, für eine globale Darstellung […] verwirklichen“ (Lauer, 1993, S. 188) Sie griffen dabei auf die1963 von M.I. Budyko entwickelte vereinfachte Wärmebilanzgleichung zurück und entwickelten daraus ihre Klassifikation, die aus 62 einzelnen Energiebilanzklimaten besteht, die in 6 Gruppen unterteilt wurden. Zur Berechnung der Daten verwendeten sie folgende Energiebilanzgleichung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Terjung und Louie beschrieben das genetische System der Energie – Input – Output – Klimate folgendermaßen:

A: Tropisches Makroinputklima, maximale Energieaufnahme bei geringer Schwankung und hohen absoluten Werten

AV: überwiegend feuchter Energieoutput

AH: überwiegend trockener Energieoutput

AVH: wechselfeuchter Energieoutput (jahresperiodischer Wechsel)

B: Subtropische Makroinputklimate, hohe Energieaufnahme bei einer mittleren Schwankung

BV: überwiegend feuchter Energieoutput

BH: überwiegend trockener Energieoutput

BVH: wechselfeuchter Energieoutput (jahresperiodischer Wechsel)

C: Außertropische Makroinputklimate, große Energieeinnahmen bei großen Schwankungen der eingehenden und ausgehenden Energie

CV: überwiegend feuchter Energieoutput

CH: überwiegend trockener Energieoutput

CVH: wechselfeuchter Energieoutput (jahresperiodischer Wechsel)

D: Tropische Mesoinputklimate, mittlere Energieaufnahme, bei sehr geringer Energieschwankung

DV: überwiegend feuchter Energieoutput

DH: überwiegend trockener Energieoutput

DVH: wechselfeuchter Energieoutput (jahresperiodischer Wechsel)

E: Außertropische Mesoinputklimate, maritim, mittlere Energieeinnahmen und auch Energieausgaben bei mäßigen Schwankungen

EV: überwiegend feuchter Energieoutput

EVH: wechselfeuchter Energieoutput (jahresperiodischer Wechsel)

G: Außertropische Mikroinputklimate, polar, Aufnahme minimaler Energiemengen bei halbjährlich großen Einnahmeschwankungen

GV: überwiegend feuchter Energieoutput

GH: überwiegend trockener Energieoutput

[...]