Klima: Klima – Vergangenheit/Sonnenscheindauer

Die Sonnenscheindauer

Die Sonnenscheindauer ist ein relativ einfach zu bestimmendes Maß zur Abschätzung der Einstrahlung an einem Ort. Gleichzeitig gibt sie Hinweise auf die Stärke der Bewölkung.

Die Sonnenscheindauer wird in Hessen durch den Deutschen Wetterdienst an aktuell knapp 20 Stationen gemessen. Bis vor Kurzem erfolgten die Messungen mit Sonnenscheinautographen nach Campbell-Stokes (Abb. 1, links). Bei dieser Messmethode wird mittels einer Glaskugel eine Brennspur auf einem Registrierpapier eingebrannt. Die registrierte Brennspur wird durch den Wetterbeobachter auf 1/10 Stunden genau manuell ausgewertet. Seit den 1990er Jahren werden diese Geräte zunehmend durch automatisch registrierende photoelektrische Sensoren ersetzt (Abb. 1, rechts). An einigen Stationen erfolgen noch kontinuierliche Vergleichsmessungen mit beiden Methoden. Die neuen Geräte zeigen z. T. deutliche Änderungen in den gemessenen Werten im Vergleich zur manuellen Auswertung der Brennstreifen. Die Umstellung zwischen den Messverfahren kann daher zu Inhomogenitäten in den klimatischen Zeitreihen der Wetterstationen führen.


Abb. 1: Sonnenscheinautograph nach Campbell-Stokes (links) und automatischer Sensor (rechts)

Die räumliche Verteilung der Sonnenscheindauer in Hessen zeigt im Jahresmittel die höchsten Werte in Südhessen südlich des Mains (über 1.600 Sonnenstunden pro Jahr). Weniger Sonnenstunden treten in der Nordhälfte auf (teilweise unter 1.400 Sonnenstunden). Die mittlere Anzahl von Sonnenstunden in Hessen zeigt jedoch auch dekadische Schwankungen und teilweise leichte Verschiebungen der Muster.

Jahressumme Sonnenscheindauer 1951–1980 und 1981–2010 als 30-Jahresmittel

Jahressumme Sonnenscheindauer 1951–2010 als 10-Jahresmittel

Die Dekade mit den meisten Sonnenstunden war 2001–2010 (über 1.600 Std. im Mittel), dicht gefolgt von 1951–1960 (knapp 1.600 Std.). Die drei Dekaden im Zeitraum 1961–1990 zeigen allesamt Werte unter 1.500 Stunden. 1991–2000 liegt mit ca. 1.500 Stunden im Mittelfeld. In den 1950er Jahren war die Stationsdichte noch deutlich geringer als ab ca. 1960, daher finden sich in dieser Zeit insbesondere in Südhessen Effekte, die aus der großflächigen Interpolation zwischen weit auseinander liegenden Stationen resultieren. Die Werte für diese Dekade sind daher weniger belastbar als diejenigen in den späteren Dekaden. Die beiden 30-Jahresmittel für 1951–1980 und 1981–2010 unterscheiden sich kaum voneinander, da die sehr sonnigen Jahrzehnte verteilt in beiden Zeiträumen liegen. Der Rückgang der Sonnenscheindauer von den 1950er bis in die frühen 1980er Jahre ist vermutlich zu großen Teilen auf den verstärkten Eintrag von Schwebeteilchen (Aerosolen) in die Erdatmosphäre durch Industrie, Haushalte und Verkehr zurückzuführen. Diese führten zu einer stärkeren Trübung der Luft, wodurch weniger Sonnenschein am Erdboden ankam. Maßnahmen zur Luftreinhaltung führten in den darauffolgenden Jahrzehnten zu einem Rückgang der Luftverschmutzung und dadurch auch wieder mehr Sonnenstunden.

Abbildung 2 zeigt die jährlichen Schwankungen als Abweichung vom Mittelwert im Zeitraum 1951–2000 (1.500 Stunden) für das Bundesland Hessen. Die für die dekadischen Karten beschriebenen Entwicklungen sind hier grafisch zusammengefasst. Die beobachteten Extreme reichen von sehr trüben Jahren mit einer mittleren Sonnenscheindauer von weniger als 1.300 Stunden (1977, 1978 und 1984) bis hin zu extrem sonnigen Jahren mit über 2.000 Sonnenstunden (1959 und 2003).


Abb. 2: Jährliche Sonnenscheindauer in Hessen (Abweichung vom Mittelwert 1951–2000: 1.500 h) und 11-jährig gleitender Durchschnitt (schwarze Linie); Farbklassen differenzieren überdurchschnittlich sonnige bzw. trübe Jahre (gelb/rote bzw. grau/schwarze Farbtöne); Abstufung der Farbklassen nach Häufigkeit während der Normperiode: Stufen bei 1 % (extrem sonnig/trüb), 5 % (sehr sonnig/trüb), und 20 % (sonnig/trüb)

Saisonale Summe Sonnenscheindauer 1981–2010

Bei Betrachtung der Jahreszeiten zeigen sich für den Zeitraum 1981–2010 wie zu erwarten die niedrigsten Werte im Winter (im Mittel ca. 150 Sonnenstunden). Im Frühling werden fast 500 Sonnenstunden, im Sommer über 600 Sonnenstunden und nur ca. 300 Sonnenstunden im Herbst beobachtet. Neben dem Nord-Süd-Unterschied, der bereits in den Jahresmittelkarten zu sehen war, fällt lediglich der Vogelsberg mit niedrigen Werten im Winter (unter 100 Stunden) auf.

Monatssumme Sonnenscheindauer 1981–2010

Der monatliche Verlauf der Anzahl der Sonnenstunden zeigt ein Minimum von jeweils ca. 45 Sonnenstunden pro Monat in den Monaten November, Dezember und Januar. Den meisten Sonnenschein gibt es von Mai bis August mit jeweils ca. 200 Sonnenstunden pro Monat (Maximum: Juli mit 215 Stunden) im Mittel über das in der Karte gezeigte Rechteck. In den Monaten November bis Januar tritt der Vogelsberg als besonders sonnenarme Region hervor. In den Monaten April bis Oktober findet sich eine erhöhte Anzahl von Sonnenstunden in Südhessen, verglichen mit Mittel- und Nordhessen.


Abb. 3: Monatliche Mittelwerte der Sonnenscheindauer für Hessen für 1951–2000 (gelbe Flächen) und Schwankungsbreite = Standardabweichung (schwarze Balken)

Abbildung 3 fasst die monatlichen Aussagen für das Gebietsmittel von Hessen zusammen.

© 2013 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie