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Genetische Klimaklassifikation
Die äquatoriale Westwindzone mit den innertropischen Konvergenzen, · die subtropische Trocken- oder Passatzone, · die außertropische Westwindzone sowie die · die …
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Grundidee und Bedeutung
Eine genetische Klimaklassifikation gliedert die Erde in Regionen mit vergleichbaren Klimaverhältnissen. Entscheidend ist dabei die Entstehung, also die Genese, des Klimas. Die Klimaregionen werden aus ihrer Lage im weltweiten Klimasystem und aus großräumigen Klimafaktoren wie Sonneneinstrahlung, Winden, Luftmassen und Wetterfronten abgeleitet.
Davon unterscheidet sich die effektive Klimaklassifikation: Sie verwendet lokale Klimaelemente und deren erkennbare Wirkungen, beispielsweise die typische Vegetation. Moderne integrative Klimaklassifikationen verbinden den genetischen und den effektiven Ansatz.
Die wichtigsten Grundlagen genetischer Klassifikationen sind die Energiebilanz der Erde und die daraus entstehende allgemeine globale Luftzirkulation. Die Energiebilanz ergibt sich aus der ein- und ausgestrahlten Energie. Nachdem weltumspannende Klimazonen festgelegt wurden, können Räume gleichen Klimas weiter untergliedert werden, etwa nach Kontinentalität oder Maritimität. Kontinentalität bezeichnet den prägenden Einfluss großer Landmassen, Maritimität den Einfluss des Meeres.
Nutzen und Grenzen
Genetische Modelle können das Klima von Orten bestimmen, für die keine oder nur unzureichende Messdaten vorhanden sind. Wegen ihrer Einfachheit eignen sie sich außerdem dazu, grundlegende atmosphärische und klimatische Vorgänge im globalen Maßstab zu verstehen.
Für kleinräumige Klimaanalysen sind diese Modelle jedoch nicht geeignet. Die Grenzen der großräumigen Zirkulationssysteme lassen sich kaum eindeutig bestimmen, weil sie häufig gestört oder verschoben werden und schwierig zu messen sind. Deshalb kann allein mit einem genetischen Ansatz keine Klimakarte erstellt werden, welche die tatsächlichen Wirkungen des Klimas auf der Erde vollständig erfasst.
Genetische und effektive Ansätze sind dennoch nicht als unterschiedlich wertvoll zu verstehen. Hermann Flohn betonte, eine noch so zweckmäßige Beschreibung effektiver Klimazonen bleibe unvollständig, wenn sie die physikalischen Ursachenzusammenhänge nicht berücksichtige. Die erste vollständige genetische Klassifikation entwickelte der russische Klimatologe Alisov im Jahr 1936.
Zirkulationssysteme und Übergangsklimate
Hermann Flohn entwickelte in den 1950er-Jahren die wohl bekannteste genetische Klimaklassifikation. Ihr liegt die Annahme zugrunde, dass das lokale Klima eines Ortes hauptsächlich durch dessen Lage innerhalb der globalen Windzirkulation erzeugt und geprägt wird.
Flohn unterscheidet vier zonal-globale Zirkulationssysteme: die äquatoriale Westwindzone mit den innertropischen Konvergenzen, die subtropische Trocken- oder Passatzone, die außertropische Westwindzone und die hochpolare Ostwindzone. Ernst Neef bezeichnete sie als stetige Klimazonen, weil sich ihre Zirkulation im Jahresverlauf kaum verändert.
Hinzu kommen drei bedingt zonale Übergangsklimate. Sie entstehen durch die jahreszeitliche Verschiebung der globalen Zirkulationssysteme: Im Randtropenklima wechseln sommerlicher Zenitalregen und winterlicher Passat. In der subtropischen Winterregenzone herrschen im Winter Westwinde und im Sommer das Subtropenhoch; das Mittelmeergebiet ist ein Beispiel. In der subpolaren Zone wechseln winterlicher polarer Ostwind und sommerlicher Westwind. Neef nannte diese Regionen alternierende Klimazonen, weil dort beispielsweise Windrichtungen oder Druckgebiete häufig wechseln.
Klimarübe und Kartenmodelle
Flohn veranschaulichte seine Klassifikation mit der sogenannten Klimarübe. Dieses Modell geht von einem hypothetischen Idealkontinent aus: Die Landmassen bilden eine einzige zusammenhängende Fläche, deren Ausdehnung entlang jedes Breitenkreises genau dem wirklichen Landanteil dieses Breitenkreises entspricht. Dadurch entsteht die Form einer auf dem Kopf stehenden Birne oder Rübe. Die darauf eingetragenen Klimazonen lehnen sich deutlich an die Gürtel der globalen Windsysteme an.
Flohn selbst entwarf keine Klimakarte. Auf seinen Arbeiten beruhen jedoch die Karten von Ernst Neef und E. Kupfer. Neef entwickelte seine Karte besonders für den Erdkundeunterricht an Schulen. Aus didaktischen Gründen verwendete er eine „ruhige Linienführung“ und ließ zahlreiche Abweichungen bewusst weg. Neef arbeitete mit sieben zonalen Systemen, während Kupfer das Modell auf zehn Zonen erweiterte.
Eine auf Flohns Grundlage von Kupfer 1954 erstellte Karte unterscheidet unter anderem polares und subpolares Klima, Klimate der planetarischen Frontalzonen, subtropische Klimate, Passatklimate und innertropische Klimate. Diese werden weiter differenziert, beispielsweise in See- und Landklimate, sommerfeuchte Ostküsten, Gebiete mit mäßigem Winterregen oder geringem Frühlingsregen, feuchte Ostküsten, trockene Westküsten und Binnenländer sowie dauernd feuchte oder periodisch feuchte innertropische Gebiete.
Energiebilanz als Klassifikationsgrundlage
Die genetisch-dynamische Klimaklassifikation von W. H. Terjung und S. F. S. Louie aus dem Jahr 1972 setzt auf einer grundlegenderen Beschreibungsebene an. Ihre Zonierung beruht auf der Energie- beziehungsweise Strahlungsbilanz. Berücksichtigt werden nicht nur Nettoein- und -ausstrahlung, sondern auch der Wärmehaushalt im Jahresverlauf, darunter thermische Energie, Verdampfungsenthalpie und die Wärmeabgabe der Ozeane. Verdampfungsenthalpie ist die Energie, die bei der Verdampfung von Wasser aufgenommen und im Wasserdampf transportiert wird.
Das Modell unterscheidet sechs Gruppen: A-Klimate der Tropen besitzen eine maximale Energieaufnahme bei geringer Schwankung und hohen absoluten Werten. B-Klimate der Subtropen weisen eine hohe Energieaufnahme bei mittleren Schwankungen auf. C-Klimate der mittleren Breiten kontinentaler Prägung haben eine große Energieeinnahme bei großen Schwankungen. D-Klimate der mittleren Tropen zeigen eine mittlere Aufnahme bei sehr geringen Schwankungen. E-Klimate der Mittelbreiten mit maritimer Prägung besitzen eine mittlere Ein- und Aufnahme bei mittleren Schwankungen, meist infolge des Energietransports durch Zyklonen. Zyklonen sind Tiefdruckgebiete. G-Klimate der Polargebiete erhalten minimale Energiemengen bei einem großen Schwankungsbetrag.
Für die genauere Einteilung werden einzelne Bestandteile der Energieaufnahme und Energieabgabe betrachtet. Zur Aufnahme gehören lang- und kurzwellige Strahlung. Zur Abgabe beziehungsweise Weiterleitung zählen der Transport von Wasserdampf mitsamt der darin enthaltenen Verdampfungsenthalpie sowie der vertikale und horizontale Fluss thermischer Energie an der Erdoberfläche. Aus der Kombination dieser Komponenten ergeben sich insgesamt 62 Klimate.
