Tropen

Begriff und grundlegende Merkmale

Die Tropen, auch tropische Klimazone oder Niedere Breiten, sind eine erdumspannende Klimazone. Nach der solaren Definition liegen sie zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis bei 23° 26′ 05″ nördlicher beziehungsweise südlicher Breite; der Äquator ist ihre Mittellinie. Polwärts schließen die Subtropen an. Thermisch gezogene Grenzen können wegen Luft- und Meeresströmungen deutlich davon abweichen.

Kennzeichnend sind fast gleichbleibende Tageslängen, hohe Sonnenstände und Frostfreiheit. Am Äquator dauert der Tag ganzjährig 12 Stunden, an den Wendekreisen zwischen 10,5 und 13,5 Stunden. Die jährliche Schwankung beträgt daher höchstens 3 Stunden. Dieses Tageszeitenklima bedeutet, dass die Unterschiede zwischen Tag und Nacht oft größer sind als die zwischen den Jahreszeiten. Eine jährliche Regenzeit ist typisch; ihre Dauer nimmt mit wachsender Entfernung vom Äquator ab.

Die mittlere jährliche Globalstrahlung beträgt 1700 bis über 2200 kWh/m² und gehört zu den höchsten Werten der Erde. Der UV-Index liegt im Jahresmittel um 12:00 Uhr bei 9 bis über 14, also im Bereich sehr hoch bis extrem hoch. Die Klimazone bedeckt über 200 Mio. km² oder etwa 40 % der Erdoberfläche; mit thermischen Verschiebungen sind es 41 %. Etwa 25 % der Tropen sind Landflächen.

Abgrenzung, Wasserhaushalt und Wetter

Klimaklassifikationen setzen unterschiedliche Schwellenwerte. Köppen definierte die Tropenzone 1884 durch 12 Monate mit Mitteltemperaturen über 20 °C. Troll und Paffen (1964) nannten eine Jahresmitteltemperatur über 18,3 °C, Frostfreiheit im Tiefland sowie frostempfindliche, immergrüne oder trockenkahle Laubbäume. Die FAO verlangt ganzjährige Frostfreiheit und in Meeresnähe über 18 °C; Siegmund und Frankenberg (1999/2006) setzen für die Heiße Zone eine Jahresmitteltemperatur über 24 °C an.

Die Niederschläge steigen im zonalen Mittel von 800 mm am nördlichen und 900 mm am südlichen Wendekreis auf 1800 mm nördlich und 1900 mm südlich des Äquators. Außerhalb von Hochgebirgen fällt der Niederschlag als Regen: in den inneren Tropen vor allem als zenitaler Starkregen, in den äußeren Tropen als Monsunregen. Für das Pflanzenwachstum ist wegen der überall hohen Temperaturen vor allem entscheidend, wie viel Niederschlag fällt und wie er über das Jahr verteilt ist.

Prägend ist die innertropische Konvergenzzone zwischen etwa 5° Süd und 10° Nord. Dort steigt stark erwärmte, feuchte Luft auf; es entstehen Tiefdruck, häufige Gewitter und hohe Quellwolken. Luft strömt aus den Subtropen als beständige Passate nach und wird durch die Corioliskraft ostwärts abgelenkt. Die Konvergenzzone wandert bis Juli nach Norden und bis Januar nach Süden. Dadurch haben angrenzende Sommerregenzonen feuchte Sommer und trockene Winter. Diese Zirkulationen heißen Hadley-Zellen; typische Extremereignisse sind Starkregen, Gewitter und tropische Wirbelstürme.

Warmtropen und ihre Klimatypen

Die Warmtropen sind die frostfreien Tieflandklimate, im Unterschied zu Höhenklimaten der Kalttropen. Idealisiert folgen drei Subzonen aufeinander: immerfeuchte innere Tropen, sommer- oder wechselfeuchte äußere Tropen und trockene Randtropen. Entscheidend für ihre Klimatypen sind Niederschlagsmenge, Dauer von Regen- und Trockenzeiten sowie das Verhältnis von Niederschlag zu Verdunstung.

In den inneren Tropen herrscht schwülwarmes, immerfeuchtes Klima ohne ausgeprägte Trockenzeit. Das unregelmäßige Band beiderseits des Äquators ist knapp 1000 bis fast 4000 km breit. Tropische Regenwaldklimate liegen bis etwa 1200 m Höhe, haben meist 24 bis 28 °C Jahresmitteltemperatur und 1800 bis 2800 mm Jahresniederschlag; möglich sind durchschnittlich 1500 bis über 8000 mm. Die Wachstumsperiode dauert bis zu 360 Tage. Typisch sind immergrüne, stockwerkartig aufgebaute Regenwälder; entsprechende Klassifikationen sind Af nach Köppen-Geiger, Ar nach Trewartha und V1 nach Troll und Paffen.

Die äußeren Tropen sind 600 bis 2000 km breit und besitzen eine sommerliche Regen- sowie winterliche Trockenzeit. Feuchtsavannenklimate bis etwa 1500 m haben meist 22 bis 28 °C und 1200 bis 2000 mm Niederschlag. Sie besitzen 7 bis 9 feuchte Monate, 3 bis 5 aride Monate und eine Wachstumsperiode von über 300 Tagen. Halb laubwerfende Feuchtwälder sind oft zu Hochgrassavannen mit Gräsern bis über 2 m degradiert. Zuordnungen sind Am, Aw und V2.

Trockensavannenklimate bis etwa 2000 m haben ebenfalls 22 bis 28 °C, aber nur 500 bis 1200 mm, höchstens 1500 mm Niederschlag. Ihre Regenzeit dauert 4,5 bis 8 Monate; 5 bis 7 Monate sind arid. Die Wachstumsperiode beträgt etwa 180 Tage. Natürliche Trockenwälder werden häufig durch Feuer oder Pflanzenfresser zu Kurzgrassavannen mit weitständigen Bäumen. Sie entsprechen Aw/As und V3.

Rand- und Kalttropen

Die etwa 1000 km breite Randtropenzone vermittelt zwischen baumgeprägten äußeren Tropen und fast baumfreien subtropischen Wüsten. Dornsavannenklimate reichen teilweise in die Subtropen. Sie haben meist 21 bis 28 °C Jahresmitteltemperatur, 250 bis 500 mm, höchstens 750 mm Niederschlag und nur 2 bis 5 Regenmonate. Wegen 8 bis 10 arider Monate sind sie voll- oder semiarid. Die Vegetation besteht aus lückigen Dornstrauchsavannen, Sukkulenten und niedrigem Grasland; Köppen-Geiger ordnet sie teilweise BSh, dem heißen Steppenklima, zu. Heiße Wüstenklimate sind ganzjährig arid und werden trotz tropischer Anteile eher den Subtropen zugerechnet.

Kalttropen sind tropische Hochgebirgsklimate, deren Vegetation wegen des Tageszeitenklimas eigenständig ist. Ab der montanen Höhenstufe, wenn die 18- oder 20-°C-Isotherme unterschritten wird, spricht man von Kalttropen. Die Temperaturunterschiede liegen vor allem zwischen Tag und Nacht: In der alpinen Höhenstufe der äquatorialen Anden etwa bei rund 8 °C am Tag und −3 °C in der Nacht. Typisch sind 1000 bis 2000 mm Jahresniederschlag, rund 75 % relative Luftfeuchtigkeit und häufiger Nebel. Die nivale Höhenstufe beginnt erst über 4000 m; Frost- und Schneegrenze bleiben dort relativ scharf und ganzjährig nahezu gleich. Montane Nebelwälder beginnen mindestens ab 1500 m und reichen meist über 3000 m; darüber folgt Páramovegetation mit Horstgräsern und Schopfrosetten bis über 5000 m.

Naturraum, Vielfalt und Nutzung

Ökologisch werden feuchte Tropen mit Regenwald- und Feuchtsavannenklimaten von trockenen Tropen mit Trocken-, Dornsavannen- und heißen Wüstenklimaten unterschieden. Die klimatische Grenze liegt etwa bei 1200 mm Jahresniederschlag. Typische Bodenzonen sind die Acrisol-Lixisol-Nitisol-Bodenzone der Savannen und Trockenwälder sowie die Ferralsol-Zone tropischer Regenwälder in Südamerika und Afrika.

Die Artenvielfalt hängt stark von der Aridität ab und erreicht besonders in tropischen Regenwäldern sehr hohe Werte. Etwa zwei Drittel aller Tierarten leben in tropischen Wäldern. In den fünf Megadiversitätszentren, sämtlich Bergwälder tropischer Hochgebirge, gibt es bis über 12.500 Pflanzenarten je 10.000 km². Tropische Regenwälder Südamerikas besitzen 23.197 Baumarten, jene Asiens bis zu 14.595 und jene Afrikas 9044; tropische Wüsten Afrikas haben 1328, Australiens 823 Arten pro Biom. Über 60 % der beschriebenen Tierarten sind Insekten. Bekannte tropische Tiergruppen sind Primaten und Krokodile; viele Nutzpflanzen wie Kokospalme, Bananen, Gewürzpflanzen, Kaffee, Kakao, Kautschuk und alle Vanillearten stammen aus den Tropen oder überleben nur dort.

Knapp die Hälfte der Tropen ist noch naturnah, vor allem Regenwald. Landwirtschaftliche Nutzung reicht in feuchten Tropen von Gartenbau, Wanderfeldbau und Landwechselwirtschaft bis in trockenen Tropen zu Agropastoralismus, Nomadismus und mobiler Tierhaltung. Wichtige Probleme sind Entwaldung und artenarme Agrarlandschaften, Artenverlust, zunehmende Trockenheit und der Verlust von Kohlenstoffsenken, Bodendegradation sowie Hunger, Verarmung und Migration. Die globale Erwärmung verschiebt Klimazonen: Halbtrockene Tropen wie die Savannen des Sahel könnten mehr Niederschlag und höhere Ackerbauerträge erhalten; bereits weitgehend entwaldete feuchte Zonen könnten durch Trockenheit und Waldbrände weitere Artenvielfalt verlieren.