Subtropen

Grundidee und Abgrenzung

Die Subtropen sind eine erdumspannende Klimazone zwischen Tropen und gemäßigten Zonen. Nach solarer Definition liegen sie zwischen den Wendekreisen bei 23° 26′ 05″ nördlicher und südlicher Breite und dem 45. Breitengrad. Polwärts schließen die kühlgemäßigten Zonen an, äquatorwärts die Tropen. Thermische Definitionen weichen je nach Klimaklassifikation und Autor deutlich davon ab.

Typisch ist die Lage zwischen tropischen und gemäßigten Einflüssen: Es gibt deutliche Unterschiede zwischen Sommer und Winter sowie zwischen Regen- und Trockenzeiten. Die Subtropen umfassen sehr unterschiedliche Räume, von den größten Trockengebieten der Erde bis zu feuchten Lorbeerwäldern. Ein zentrales Merkmal sind große Extreme: Monatsmittel bis 36 °C, Maxima über 50 °C, Bodenoberflächentemperaturen bis über 85 °C und sehr hohe potenzielle Verdunstung. Frost kommt in den meisten Gebieten nicht regelmäßig vor. Bei den Laubgehölzen dominieren im Unterschied zu vielen gemäßigten Breiten immergrüne Arten.

Der Ausdruck „warmgemäßigt“ wird uneinheitlich verwendet und kann irreführend sein: Manche Autoren meinen damit nur das subtropische Mittelmeerklima, andere kühlgemäßigte Klimate. Durch die globale Erwärmung verschieben sich Klimazonen; besonders halbtrockene, dicht besiedelte Regionen wie das Mittelmeergebiet, der Südwesten der USA, der Norden Mexikos, der Süden Australiens und Afrikas sowie Teile Südamerikas werden vermutlich noch trockener.

Solare, thermische und hygrische Merkmale

Solar gehören die Subtropen zu den Mittelbreiten mit ausgeprägten thermischen Jahreszeiten. Ihre Sommer sind sehr strahlungsreich. Die höchsten Sonnenstände liegen vom 45. Breitengrad bis zu den Wendekreisen zwischen 23 und 43° zur Wintersonnenwende und zwischen 69 und 90° zur Sommersonnenwende. Die mittlere jährliche Globalstrahlung beträgt 1400 bis über 2200 kWh/m²; Spitzenwerte sind so hoch wie in den Tropen. Die Tageslängen schwanken zwischen 10,5 und 13,5 Stunden an den Wendekreisen und rund 8,5 bis 15,5 Stunden am 45. Breitengrad. Der UV-Index liegt im Jahresmittel um 12:00 Uhr mit 6 bis unter 9 hoch bis sehr hoch.

Thermisch haben die subtropischen Tiefländer meist milde Winter. Episodische Fröste bis maximal −10 °C treten nur alle paar Jahre auf. Großflächige Ausnahmen mit kalten Wintern und regelmäßigen Frösten bis −30 °C gibt es im südlichen Innern Nordamerikas, im südlichen Eurasien nördlich der alpidischen Gebirgskette und im Einfluss kalter Fallwinde von den Anden in Patagonien. In subtropischen Wüsten können wegen fehlender wärmespeichernder Vegetation Tag-Nacht-Schwankungen von über 30 Kelvin auftreten.

Hygrisch, also bezogen auf die Wasserversorgung, sind die Subtropen sehr gegensätzlich. Die mittleren jährlichen Niederschläge liegen in den nördlichen Subtropen vom 45. Breitengrad Richtung Äquator bei etwa 950 bis 800 mm, in der südlichen Zone bei etwa 1300 bis 900 mm. Anders als in anderen Klimazonen sinkt die Regenmenge äquatorwärts kontinuierlich. Schnee ist im Tiefland nur regional sporadisch. Äquatorwärts übertrifft die Verdunstung zunehmend die Niederschläge; an den Wendekreisen liegt sie bis zu 70 Prozent höher.

Klimatypen

Innerhalb der Subtropen werden mindestens drei wichtige Klimatypen unterschieden. Entscheidend sind dabei vor allem Menge und Verteilung der Niederschläge, weil die Temperaturen im Tiefland meist ganzjährig hoch genug für Pflanzenwachstum sind.

Hartlaubklimate, auch Mediterranklimate, sind winterfeucht und sommertrocken. Ihre Jahresmitteltemperaturen liegen meist zwischen 13 und 20 °C, die Jahresniederschläge zwischen 300 und 900 mm. Im Sommerhalbjahr gibt es 4 bis 7 Monate sehr geringe bis geringe Niederschläge, im Winterhalbjahr 5 bis 8 Monate mäßige bis sehr hohe Niederschläge. Die Wachstumsperiode dauert 150 bis 270 Tage. Die natürliche Vegetation besteht aus Hartlaub- und Nadelgehölzen, Wäldern, Buschlandschaften oder Gras- und Strauchsteppen. Fünf Hauptregionen sind das Mittelmeergebiet, die Mallee Südwest- und Südostaustraliens, der Chaparral in Kalifornien, Mittelchiles Mattoral und der Fynbos in Südafrika.

Lorbeerwaldklimate sind ganzjährig warm und feucht. Die Jahresmitteltemperaturen liegen meist zwischen 14 und 22 °C, die Jahresniederschläge zwischen 1000 und 1600 mm, regional über 2500 mm. Mit mindestens 9 feuchten Monaten sind sie vollhumid. Die Wachstumsperiode schwankt um 300 Tage. Die Vegetation besteht aus immergrünen Feuchtwäldern, den Lorbeerwäldern, oft mit Nadelhölzern, tertiären Baumarten, gelegentlichen Urwaldriesen und Lianen. Wichtige Regionen liegen in den Südstaaten der USA, in Südbrasilien und in Ostasien von Südchina bis Westjapan.

Heiße Wüstenklimate nehmen den größten Teil der Subtropen ein und überschneiden sich mit tropischen Trockenklimaten. Die Jahresmitteltemperaturen liegen meist zwischen 16 und 28 °C. Vollwüsten erhalten 0 bis 125 mm Jahresniederschlag, Halbwüsten bis 250 mm. Wegen sehr hoher Verdunstung ist das Klima ganzjährig arid, also trocken. Die Wachstumsperiode dauert unter 60 Tage. Die Vegetation ist lückig und besteht vor allem aus Xerophyten, also an extreme Trockenheit angepassten Pflanzen, sowie häufig Halophyten, die an salzhaltige Böden angepasst sind. Die größte heiße Wüste ist Teil des altweltlichen Trockengürtels von der Sahara über Vorderasien bis Nordwest-Indien.

Wettersysteme und Höhenstufen

Die planetarische Zirkulation prägt viele subtropische Gebiete. Vorherrschend sind subtropische Hochdruckgürtel in den Rossbreiten mit warmen, bodennahen Luftmassen, stabilen Hochdrucklagen, wechselnden Winden oder Windstille. In der Höhe entsteht oft, besonders in den jeweiligen Wintermonaten, der Subtropenjetstream mit starken westwärts strömenden Winden. Zum Übergang in die Tropen gehören Passatwinde, die äquatorwärts strömen und durch die Corioliskraft ostwärts abgelenkt werden.

Diese tropisch-subtropischen Zirkulationen heißen Hadley-Zellen. Sie erzeugen äquatorwärts eine tropisch/subtropische Trockenzone, die ganzjährig unter Hochdruckeinfluss steht. Am Rand der gemäßigten Breiten wirkt dieser Hochdruckeinfluss vor allem im Sommer. Im Winter geraten mediterrane Westseitenklimate in den Bereich der Westwinddrift und erhalten ergiebige Niederschläge. Die Ostseiten der Kontinente stehen dagegen in den Subtropen noch unter Monsuneinfluss und bekommen auch im Sommer große Regenmengen.

In subtropischen Hochgebirgen liegt die Waldgrenze im Mittel zwischen 2000 und 3000 m Meereshöhe, auf der Südhalbkugel teils deutlich tiefer bis gut 1000 m, nördlich des Äquators in manchen Gebirgen erst über 4000 m. Je näher ein Gebirge der gemäßigten Zone liegt, desto ähnlicher ist seine Höhenstufenvegetation der globalen Abfolge vergleichbarer Klimazonen. In tropischen Hochgebirgen werden manche feuchten Berg-Nebelwälder ungenau als „subtropisch“ bezeichnet; korrekter sind für solche feuchttropischen Gebirgsklimate oberhalb der Regenwälder Begriffe wie supratropisch oder kalttropisch.

Ausdehnung und Naturraum

Bei solarer Abgrenzung beträgt der Abstand zwischen Wendekreisen und 45. Breitengrad rund 2400 km. Beide subtropischen Zonen bedecken jeweils über 80 Mio. km², zusammen etwa 32 % der Erdoberfläche. Berücksichtigt man thermische Verschiebungen, sind es eher 26 %. Knapp 30 % der Subtropen sind Landmassen; 15 % der irdischen Landoberfläche liegen in dieser Zone, davon 10 % in den nördlichen und 5 % in den südlichen Subtropen.

Die nördlichen Subtropen verlaufen durch über 30 Länder, unter anderem die südlichen USA, Nordmexiko, den Mittelmeerraum, Vorderasien und große Teile Zentral- und Ostasiens. Ihr Gürtel ist etwa 1300 bis 3000 km breit. Die südlichen Subtropen umfassen deutlich weniger Landflächen: Teile von Südamerika, Namibia, Südafrika mit Lesotho und Eswatini, die Südhälfte Australiens und etwa die Nordhälfte Neuseelands. Dort ist der Gürtel etwa 1400 bis 2500 km breit, erreicht thermisch aber wegen des Einflusses der Antarktis den 45. Breitengrad praktisch nirgends.

Ökologisch hängt die Biodiversität der Subtropen außerhalb der Hochgebirge vor allem vom Wasserangebot ab. In Trockengebieten ist die Vielfalt der Gefäßpflanzen meist sehr gering bis gering, in humiden Gebieten meist mittel bis hoch. Bei Bäumen reicht die Artenvielfalt von sehr gering bis hoch; besonders hohe Zahlen werden für Südchina genannt, wo das Lorbeerwaldgebiet durch den Übergang zu tropischen Wäldern 14.595 Baumarten aufweist. Wirbeltierarten sind ebenfalls ungleich verteilt: Wüsten wie die Sahara sind artenarm, feuchte Regionen wie Südchina oder die südostbrasilianische Küste deutlich artenreicher. Die größte Bienenartenvielfalt der Erde liegt in den Subtropen.

Nutzung und Bedeutung

Große Teile der Subtropen sind durch menschliche Nutzung stark verändert. Weniger als die Hälfte kann noch als naturnahe Wildnis gelten; diese Reste liegen vor allem in Wüsten oder Hochgebirgen. Typische Nutzungsformen sind Dauerkulturen mit Baumfrüchten in mediterranen Gebieten, darunter große Anbaugebiete für Zitrusfrüchte, außerdem Oasenwirtschaft in heißen Wüsten wie der Sahara und Formen der Wanderweidewirtschaft, also Transhumanz.

Die Subtropen waren auch siedlungsgeschichtlich wichtig: Fast alle städtischen Hochkulturen der Alten Welt entstanden in den solaren Subtropen. In Amerika lagen entsprechende Hochkulturen in klimatisch subtropisch-tropischen Gebieten.