Klima: Klima – Vergangenheit

Das Klima von Hessen

Das Gebiet von Hessen gehört zur Klimazone des warm-gemäßigten Regenklimas der mittleren Breiten. Mit überwiegend westlichen Winden wird das ganze Jahr über feuchte Luft vom Atlantik herangeführt, die zu Niederschlägen führt. Der ozeanische Einfluss, der von Nordwest nach Südost abnimmt, sorgt für milde Winter und nicht zu heiße Sommer.

Durch die topographische Struktur des Landes mit seinen Mittelgebirgen, die verschiedene flache Landschaften einschließen, wird das Klima stark strukturiert. Dominierend ist die Abhängigkeit von der Geländehöhe, insbesondere für die Temperatur. Für den Niederschlag ist die Lage der Mittelgebirge relativ zur Haupt-Windrichtung von Bedeutung, denn im Luv der Berge wird durch die erzwungene Hebung der Luft verstärkt Wolkenbildung und Niederschlag ausgelöst, während sich die Wolken im Lee der Gebirge durch das Absinken der Luft auflösen, so dass relativ trockene Gebiete entstehen.

Daten und Methoden

Die Temperatur wird an den Messstationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) stündlich gemessen. Für weitere Parameter wie z.B. den Wind, die relative Luftfeuchtigkeit oder den Dampfdruck werden ebenfalls Mittel über die stündlichen Beobachtungswerte jedes Tages gebildet. Die Tageswerte werden durch eine Mittelung über 24 Stunden berechnet. Zusätzlich werden die Extremwerte (z. B. Höchst- und Tiefsttemperatur, höchste Windspitze etc.) registriert.

Beim Niederschlag wird täglich um 6:50 Uhr MEZ (Mitteleuropäische Zeit) der gesammelte Niederschlag der letzten 24 Stunden abgelesen und als Tagessumme gespeichert. Auch weitere Parameter wie die Anzahl der Sonnenstunden, die Verdunstung oder die Wasserbilanz werden als Tagessummen gespeichert. Aus den Tageswerten werden Mittelwerte und Summen berechnet, z. B. für die Monate, die Jahreszeiten und die Jahre. Eine Beschreibung der Messmethoden findet sich beim DWD.

Zur Erstellung der Flächenkarten wird aus den Messdaten an den Stationen zunächst der Zusammenhang zwischen der betrachteten Größe (z. B. Temperatur) und der topographischen Höhe berechnet. Durch Interpolation wird damit ein flächendeckendes Rasterfeld der klimatologischen Werte mit einer Auflösung von 1 km erstellt. Am Rand des Bundeslandes Hessen gehen auch Stationen aus den angrenzenden Bundesländern in die Interpolation ein.

Da die Witterung von Jahr zu Jahr variiert, ist zur Bestimmung klimatologisch aussagekräftiger Werte eine Mittelwertbildung über einen längeren Zeitraum notwendig. International hat man sich auf 30-jährige Perioden geeinigt. Dieser Zeitraum ist lang genug, um vergleichsweise robuste Mittelwerte zu erhalten. Das Klima ist eine statistische Beschreibung des mittleren Zustandes und seiner Schwankungen an einem Ort, es beinhaltet also neben den Mittelwerten über einen langen Zeitraum auch die mittlere Variabilität (Schwankungsbreite) und die Extreme. Da ein Jahr mit genau mittleren Werten praktisch nie eintritt, ist demnach quasi jedes Jahr entweder „zu trocken“, „zu nass“, „zu warm“ oder „zu kalt“, obwohl es einfach nur (teilweise geringfügig) vom langjährigen Mittelwert abweicht. Um zu bestimmen ob sich das Klima ändert, werden daher die Mittelwerte, Variabilitäten und Extreme von Temperatur, Niederschlag, Wind etc. von 30-jährigen Zeiträumen miteinander verglichen.

Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) hat folgende 30-Jahresperioden als Referenzperioden festgelegt: 1901–1930, 1931–1960 und 1961–1990. In diesem Atlas zeigen wir zusätzlich zu diesen Referenzperioden auch die Periode 1981–2010, um die bereits beobachtbaren Klimatrends in Hessen darzustellen.

Es gibt automatische Klimamessstationen und solche, die mit Personal besetzt sind. Letztere werden allerdings perspektivisch ebenfalls durch Automaten ersetzt werden. An einer Klimastation werden mehrere Größen gemessen: neben der Lufttemperatur und der sog. Feuchttemperatur (zur Bestimmung der Luftfeuchte) auch die Bodentemperatur, der Luftdruck und seine Änderung, Niederschlag und Wind (Stärke und Richtung). An einigen dieser Stationen werden noch weitere Parameter gemessen, z.B. Sonnenscheindauer, Sichtweite, Höhe der Wolkenuntergrenze, Wetterzustand (Schnee, Regen, Nebel etc.), verschiedene Strahlungsparameter und z. T. auch Radioaktivität in Luft und Wasser. Ab 1901 liegen in Hessen Messdaten von mindestens 15 Klimastationen vor, diese Zahl stieg ab 1930 auf über 25 und bis 1950 auf über 50 Stationen an (siehe Abb. 1). Seit 1988, als ein Maximum von 61 Stationen erreicht wurde, ist die Zahl der Klimastationen kontinuierlich zurückgegangen (2010 ca. 40 Stationen). Ein Grund dafür ist, dass die punktuellen Messungen an Stationen zunehmend durch flächenhafte Messverfahren wie z. B. Radar oder Satellitendaten ersetzt werden.

Die Zeitreihen von 23 hessischen Klimastationen mit langen Messzeitreihen sind im Webportal „Wetterextreme in Hessen“ abrufbar.


Abb. 1: Anzahl der Klimastationen (links) und Niederschlagsmessstationen (rechts) des DWD in Hessen von 1880 bis 2010  

Zusätzlich gibt es eine große Zahl von reinen Niederschlagsmessstellen, da der Niederschlag viel kleinräumiger variabel ist als z.B. die Temperatur. Seit 1901 liegen Messdaten von mehr als 180 Stationen in Hessen vor. Diese Zahl stieg bis ca. 1950 auf über 350 Stationen an, ging dann aber insbesondere nach 1990 wieder deutlich zurück. 2010 lag die Anzahl der Stationen bei ca. 150. Der Grund für die Stilllegung vieler Stationen ist, wie bei den Klimastationen allgemein, in der Verwendung flächenhafter Informationen (Radar, Satellitendaten) zu finden. Da diese jedoch anhand der Bodenmessungen kalibriert werden müssen, ist eine ausreichende Anzahl an Niederschlagsstationen weiterhin essentiell.

Für die Sonnenscheindauer ist das Messnetz erst ab 1951 ausreichend, so dass die Mittelwerte für Hessen nur seit diesem Zeitpunkt bestimmt werden konnten. Für Wind liegen zwar teilweise längere Messreihen vor, allerdings ist die Interpolation der Stationsdaten in die Fläche so aufwendig, dass diese Arbeit nur für den Zeitraum 1981–2000 durchgeführt wurde.

Die in den Karten jeweils angegebenen Mittelwerte beziehen sich auf den gesamten dargestellten Ausschnitt, also nicht nur auf die Fläche des Bundeslandes Hessen. Nach früheren Untersuchungen ist der Unterschied zwischen dem Mittelwert über eine vieleckige Fläche, die das Bundesland Hessen genau umschließt, und einem rechteckigen Ausschnitt, der Hessen gröber umfasst (wie hier dargestellt), nur sehr gering (z. B. bei der Temperatur weniger als 0,1 °C).

Bei den dargestellten Jahreszeiten handelt es sich um die klimatologischen Jahreszeiten, die im Gegensatz zu den astronomischen Jahreszeiten immer volle Monate umfassen (Frühling = März, April, Mai; Sommer = Juni, Juli, August; Herbst = September, Oktober, November; Winter = Dezember, Januar, Februar). Diese Jahreszeiten sind nicht nur einfacher zu handhaben, sie entsprechen auch besser den klimatologischen Gegebenheiten, denn im klimatologischen Sommer ist es im Durchschnitt wärmer als im astronomischen, und Entsprechendes gilt auch für den Winter.

Die Texte zu den verschiedenen Parametern in diesem Atlas erläutern die Karteninhalte und geben zusätzliche Interpretationshilfen.

Weiterführende Links

Im Klimaatlas des Deutschen Wetterdienstes finden Sie Vergleiche der Monats-, Jahreszeiten- und Jahreswerte mit der Referenzperiode 1961–1990 ab dem Jahr 2000 für ganz Deutschland und die einzelnen Bundesländer inkl. Hessen: http://www.dwd.de/klimaatlas.

Speziell für Hessen finden Sie weiterführende Auswertungen des Klimas der Vergangenheit auf der Internetseite des Fachzentrums Klimawandel Hessen im HLNUG: http://www.hlnug.de/themen/fachzentrum-klimawandel/klimawandel/klimaanalyse-hessen.html und auf unserem Webportal „Wetterextreme in Hessen“.

© 2013 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie