Klimaklassifikation

Gegenstand und Ziel

Eine Klimaklassifikation teilt die Erdoberfläche in Klimaregionen oder Klimagebiete mit vergleichbarem Klima ein. Grundlage sind ähnliche Kombinationen von Klimaelementen, zum Beispiel Lufttemperatur, Niederschlag, Windverhältnisse, Frost und Sonneneinstrahlung. Vergleichbare klimatische Bedingungen führen meist auch zu ähnlichen Wachstums- und Lebensbedingungen für Pflanzen, Tiere und Menschen. Die für die Einteilung festgelegten Größen werden Klimaschlüssel genannt.

„Klimaklassifikationen geben das vielschichtige Ineinander der Klimaelemente und Klimafaktoren sowie deren Wirkungen auf die Erdoberfläche in Klimatypen wieder, die ihrerseits als Klimagürtel, Klimazonen, Klimagebiete usw. ihren kartographischen Niederschlag finden.“ – Lauer 1995, S. 188

Vergleicht man die klimatischen Bedingungen verschiedener Gebiete und fasst ähnliche Datenkombinationen zusammen, spricht man von einem Klimatyp. Klimaklassifikationen werden in Klimakarten dargestellt. Diese Karten vereinfachen und vergröbern die tatsächlichen Verhältnisse zwangsläufig. Es gibt kein einheitliches System zur Kennzeichnung von Klimatypen. Außerdem sind Datengrundlagen teilweise veraltet oder lückenhaft. Unterschiedliche oder unklare Grenz-, Schwellen- und Andauerwerte für Temperaturen und Niederschläge führen zu abweichenden Grenzen zwischen Klimazonen und Klimaregionen. Dadurch werden der Vergleich verschiedener Modelle und ihre Anwendung auf konkrete Räume erschwert.

Die grundlegende Zielsetzung lautet: „So wenige Typen und Regionen wie möglich, aber so viele wie nötig“. Welche Einteilung geeignet ist, hängt vom Zweck ab. Für physikalische Fragestellungen und ein erstes Verständnis reichen Modelle mit wenigen Regionen. Im Schulunterricht der 5. und 6. Klasse sind etwa die fünf Temperaturzonen der ersten Gliederungsebene des effektiven beziehungsweise integrativen Baukastensystems nach Siegmund & Frankenberg ausreichend. Für höhere Schulklassen eignet sich beispielsweise der genetische Entwurf von Ernst Neef mit 15 Klimatypen.

Räumliche Ordnung der Klimate

Es gibt keine einheitlichen, allgemeingültigen Klassifikationskriterien. Drei räumliche beziehungsweise inhaltliche Zugänge sind besonders grundlegend.

Die gröbste Einteilung unterscheidet solare oder thermische Klimagürtel beziehungsweise Klimazonen. Sie ergeben sich aus unterschiedlichen Strahlungs- oder Wärmebilanzen in Abhängigkeit von der geografischen Breite und umspannen die Erde gürtelförmig. Am Äquator ist die Sonneneinstrahlung insgesamt am stärksten und die Jahresdurchschnittstemperatur am höchsten. Von dort reichen die Klimagürtel über Tropenklimate, Subtropen und Mittelbreiten bis zu den Polarklimaten. An den Polen führen der niedrige mittlere Sonnenstand, die geringsten Strahlungssummen und die niedrigsten Mitteltemperaturen zu den kältesten Klimaten.

Ein zweiter Ansatz berücksichtigt die Oberflächengestalt der Erde, also Landmassen und Meeresregionen. Daraus ergeben sich charakteristische Beeinflussungsgebiete und allgemeine Klimaprofile wie Gebirgsklima, Meeresklima und kontinentales Klima. Die Tropen werden durch die global herrschenden Passatwinde bis zu den Wendekreisen vor allem von Osten beeinflusst. In den mittleren Breiten wirkt überwiegend die Westwinddrift, während die Polarregionen durch die immerwährenden Polarwirbel geprägt werden.

Ein dritter Zugang ordnet Klimate nach ökologischen Gesichtspunkten, insbesondere nach dem Verhältnis von Niederschlag und Verdunstungsrate. Dabei werden aride, also trockene, und humide, also feuchte, Klimate unterschieden. Die UNEP-Klassifizierung der Ariditäts- und Humiditätsindizes reicht von extrem trocken über sehr trocken, trocken, eher trocken, eher feucht, feucht und sehr feucht bis extrem feucht. Die Grenze zwischen arid und humid liegt zwischen „eher trocken“ und „eher feucht“.

Aus den verschiedenen Methoden entstehen unterschiedliche Typologisierungen und Grenzen zwischen verwandten Klimatypen. Einzelne Räume können durch die Überlagerung mehrerer Kriterien charakterisiert werden. Das Mittelmeerklima wird beispielsweise als subtropisches marines Klima mit trockenen Sommern und feuchten Wintern beschrieben. Es steht unter dem Einfluss des Atlantischen Klimas Europas, des eurasischen Kontinentalklimas und des Wüstenklimas Nordafrikas und ist durch Wetterscheiden der Gebirge Europas, Vorderasiens und Afrikas beckenförmig isoliert.

Genetische und effektive Klassifikation

Bei einer genetischen Klimaklassifikation wird ein regionaler Klimatyp aus globalen Klimafaktoren abgeleitet. Dazu gehören insbesondere Strahlungs- und Wärmebilanzen, vorherrschende Windsysteme, Luftmassen und Fronten. Im Mittelpunkt steht somit die Entstehung beziehungsweise Genese des Klimas. Die Klimaregionen werden qualitativ aus ihrer Lage im irdischen Klimasystem bestimmt. Eine frühe genetische Klassifikation stammt von Hermann Flohn; auf ihr baut auch die heute gebräuchlichste Variante von Ernst Neef auf.

Eine effektive Klimaklassifikation gliedert die Erde dagegen anhand lokal ermittelter Klimaelemente und anhand von Eigenschaften, die maßgeblich vom Klima beeinflusst werden. Dazu zählen zum Beispiel Vegetation, Bodenbeschaffenheit und Wasserhaushalt. Im Mittelpunkt stehen die Wirkungen beziehungsweise Effekte des Klimas. Klimaregionen werden quantitativ über ähnliche Muster benachbarter Messstationen abgeleitet.

Durch die Berücksichtigung von Landschaftsmerkmalen stehen effektive Klimaklassifikationen den geozonalen Modellen der Landschafts- und besonders der Vegetationszonen nahe. Zu den bekanntesten zählen die zunächst eher induktive Gliederung von Köppen, die von Geiger weitergeführt wurde, sowie die eher deduktive Gemeinschaftsarbeit von Troll und Paffen.

Integrative Klassifikation

Integrative Klimaklassifikationen verbinden genetische und effektive Ansätze. Sie gelten im Artikel als modernste Methodik. Ein bekanntes Beispiel ist die ökophysiologische Klimaklassifikation von Wilhelm Lauer, Daud Rafiqpoor und Peter Frankenberg.

In diesem Modell ist die grundlegende Zonierung genetisch. Sie beruht vor allem auf dem tatsächlichen Strahlungshaushalt in Abhängigkeit vom Breitengrad. Die Abgrenzung der regionalen Klimatypen bezieht anschließend maßgeblich die effektive Vegetation ein. Damit werden sowohl die Entstehung des Klimas als auch seine Wirkungen berücksichtigt.

Zum Vergleich werden Troll und Paffen genannt: Sie leiteten die Klimazonen aus der Vegetation ab und suchten danach passende Klimaparameter zur Abgrenzung. Da in ihrem Modell für jede Zone unterschiedliche Parameter gelten, ist es an dieser Stelle nicht widerspruchsfrei.

Modelle, Detailgrad und Anwendung

Je nach Anwendung werden unterschiedlich umfangreiche Klassifikationen verwendet. Für Ökologen und Klimatologen sind der klassische effektive Entwurf von Troll & Paffen mit 36 Klimaregionen oder die ökophysiologische Klassifikation von Lauer, Rafiqpoor und Frankenberg mit 72 Klimaregionen besonders geeignet. Terjung & Loui entwickelten eine genetisch-dynamische Arbeit, die nur den Energie-In- und Output betrachtet und 62 Klimate unterscheidet.

Das Baukastensystem von Siegmund & Frankenberg zeichnet sich durch klare Vorgaben und Quantifizierungen aus. Es bezieht sich weder auf schnell veränderliche atmosphärische Größen noch auf die Vegetation. Im vierten Gliederungsschritt unterscheidet es 68 Klimatypen und basiert ausschließlich auf den grundlegenden Klimaelementen Temperatur, Niederschlag und potenzieller Landschaftsverdunstung.

Bei sehr vielen Anwendungen hat sich dennoch die klar gegliederte und wohl bekannteste Klimaklassifikation nach Köppen & Geiger in zahlreichen moderneren Varianten durchgesetzt. Sie unterscheidet nur 30 Klimatypen und reduziert die Grundlage auf Temperatur- und Niederschlagsdaten. Diese Vereinfachung bringt jedoch bereits etliche Unzulänglichkeiten mit sich. Die Wahl einer Klimaklassifikation muss deshalb immer zum jeweiligen Untersuchungszweck, zum gewünschten Detailgrad und zur verfügbaren Datengrundlage passen.