Klima

Klima (griech.), ursprünglich jede »Neigung«, besonders aber die Neigung einer Stelle der Erdoberfläche gegen die Rotationsachse der Erde, die von ihrer geographischen Breite abhängig ist und daher auch mit den meteorologischen Elementen, die den Witterungscharakter bestimmen, in Zusammenhang steht. In dieser mathematisch-astronomischen Bedeutung wird das Wort K. nach dem Vorgang der alten Geographen, namentlich des Ptolemäos, in bezug auf die größten Tageslängen einer Gegend der Erde gebraucht, indem man (astronomische) Klimate die Zonen zwischen je zwei Parallelkreisen der Erde nennt, für welche vom Äquator nach den Polarkreisen zu die Dauer des längsten Tages um eine halbe Stunde zunimmt. Man unterscheidet hiernach auf jeder Halbkugel, vom Äquator bis zum Polarkreis fortschreitend, 24 Klimate, zu denen die spätern Geographen zwischen dem Polarkreis und dem Pol selbst noch sechs Klimate hinzufügten, für welche die Dauer des längsten Tages von einer Zone (oder einem K.) zur andern immer um einen Monat wächst. Diese Klimate hatten sehr verschiedene Breite, das erste K., am Äquator gelegen, umfaßte 8¹/₂ Breitengrade, das 15. nur 1° (vom 61.–62.° nördl. Br.) und das 24. nur noch 3 Minuten. Vom Polarkreis an nahm die Breite der Klimate wieder zu, und zwar hatte das 25. K., in dem der längste Tag einen Monat dauert, eine Breite von ³/₄° und das 30. um den Pol herum, in dem die Dauer des längsten Tages ein halbes Jahr beträgt, eine Breite von 7°.

Diese Einteilung in astronomische Klimate ist nicht mehr gebräuchlich, und man benutzt gegenwärtig das Wort K. ausschließlich in meteorotogischer und physisch-geographischer Beziehung. Man übertrug den Namen K. zunächst auf die Witterungsverhältnisse eines Ortes, weil man diese nur für eine Funktion der Breite hielt. Dies würde aber nur dann der Fall sein, wenn die ganze Erdoberfläche eine Kugelfläche ohne Unebenheiten wäre, durchweg aus derselben Substanz bestände und keine Atmosphäre vorhanden wäre. Das K., das unter diesen Verhältnissen ein Ort haben würde, nennt man sein solares K. Dies ist nur von der Quantität der Sonnenstrahlung abhängig, die dem Orte nach seiner geographischen Breite zukommt. Beide Halbkugeln erhalten unter gleichen Breiten jährlich dieselbe Wärmemenge trotz eines Unterschiedes in der Intensität der Bestrahlung in gleichen Jahreszeiten (s. d.). Im Sommer der südlichen Halbkugel befindet sich nämlich die Erde in der Sonnennähe und im Sommer der nördlichen Halbkugel in der Sonnenferne; daher ist die Intensität der Bestrahlung der südlichen Halbkugel in ihrem Sommerhalbjahr etwas größer und im Winterhalbjahr etwas kleiner als die der nördlichen Halbkugel in den gleichen Jahreszeiten. Weil aber das Sommerhalbjahr auf der südlichen Halbkugel um ungefähr sieben Tage kürzer ist als auf der nördlichen, so findet eine Kompensation statt. Dasselbe gilt auch für das Winterhalbjahr. Das solare K. stimmt nicht mit dem wirklich vorhandenen K. überein, denn die Witterungsverhältnisse unter gleicher Breite gestalten sich sehr verschieden je nach der Beschaffenheit der Erdoberfläche (z. B. Ebene, Gebirge; Land, Meer) und infolge der Veränderungen der Atmosphäre. Dieses wirklich vorhandene K. nennt man das physische oder reale und versteht darunter den mittlern Zustand und durchschnittlichen Verlauf der Witterung an einem gegebenen Orte. Die klimatischen Untersuchungen beziehen sich demnach vornehmlich auf Sonnenschein, Temperatur, Feuchtigkeit, Bewölkung, Niederschläge, Gewitter, Luftdruck und Winde. Die Lehre von den Klimaten der verschiedenen Gegenden bildet den Teil der Meteorologie, den man Klimatologie (s. d.) oder geographische Meteorologie nennt.

Da die Temperaturverhältnisse den für uns fühlbarsten Einfluß auf das K. eines Ortes ausüben, so hat man die Erdoberfläche im Anschluß an das solare K. nach der Wärmemenge, welche die Orte verschiedener Breite durchschnittlich im Laufe eines Jahres erhalten, in große klimatische Zonen geteilt. Man unterscheidet dabei drei Hauptzonen: die heiße oder tropische Zone innerhalb der beiden Wendekreise, die gemäßigte Zone zwischen Wendekreis und Polarkreis und die kalte oder Polarzone innerhalb des Polarkreises. Die letzten beiden Zonen werden je nachdem als nördliche und südliche gemäßigte und als nördliche und südliche kalte (arktische und antarktische) Zone bezeichnet. Auf jeder Halbkugel sowie auf der ganzen Erde umfaßt die heiße Zone 40, die gemäßigte 52 und die kalte 8 Proz. der Oberfläche. Weil in der gemäßigten Zone große Temperaturunterschiede vorhanden sind und sie ihrer Ausdehnung nach die größte ist, so hat man sie nochmals geteilt, und zwar in die subtropische, die eigentlich gemäßigte und die subarktische Zone. Diese Zoneneinteilung genügt nicht zur Darstellung des physischen Klimas, das durch die ungleiche Verteilung von Wasser und Land und die verschiedene Erhebung des Festlandes bedingt ist. Supan hat deshalb die Jahresisothermen von 20° (mittlere Polargrenze der Palmen und der Passate) und von 0° zur Abgrenzung der Zonen vorgeschlagen (»Petermanns Geographische Mitteilungen«, 1879), was sich aber für höhere Breiten nicht bewährte. Auch die Köppenschen Wärmezonen (nach der Dauer der heißen, gemäßigten und kalten Zeit und nach der Wirkung der Wärme auf die organische Welt) haben sich noch nicht eingebürgert (»Meteorologische Zeitschrift«, 1884). Deshalb unterscheidet man gewöhnlich mir die tropische, gemäßigte (subtropische, gemäßigte und subarktische) und kalte Zone, ohne sich dabei streng an Wende- und Polarkreise als Grenzen zu halten, um nicht Zusammengehöriges zu trennen.

Die Tropenzone hat, da drei Viertel der Oberfläche Wasser und nur ein Viertel Land ist, im allgemeinen Seeklima, d. h. geringe Schwankungen der Temperatur im Tag und im Jahr, überhaupt große Gleichmäßigkeit in den Witterungserscheinungen, so daß nicht die Temperatur, sondern der regelmäßige Wechsel von Regen- und Trockenzeiten und bestimmten (vorwiegend östlichen) Windrichtungen (Passate und Monsune) zur Jahreseinteilung der Lebensverhältnisse der Bewohner dient. Die Temperatur schwankt vom wärmsten zum kältesten Monat um kaum 10° (vielfach nur 5°), und selbst die absoluten Extreme haben selten 15° Abstand; geringe Abkühlungen (z. B. auf 20°) erzeugen schon Frösteln. Die höchsten Monatsmittel der Temperatur (Wärmepole) findet man meist nördlich vom Äquator (Sahara, Vorderasien, Nordindien, Südkalifornien) mit 35°. Die Licht- und Strahlungsfülle ist außerordentlich groß, trotzdem ist der Himmel selten blau, sondern infolge des hohen Feuchtigkeitsgehalts der Luft meist weißlich. Leicht tritt Kondensation des letztern ein und ruft sehr häufig Gewitter (ca. 100 Tage im Jahre) sowie starke, lang anhaltende Regengüsse hervor. Die größte Bewölkung tritt in der Nähe des Wärmeäquators auf und nimmt von da nach den Wendekreisen hin ab.

Die gemäßigte Zone hat ihren Namen, weil ihr K. gegenüber dem der heißen und kalten Zone für den Menschen gemäßigt und sehr zuträglich erscheint. Der heißen Zone benachbart, bildet die subtropische den Übergang zur eigentlich gemäßigten Zone; sie fällt im allgemeinen mit den Gürteln hohen Luftdruckes zwischen 20 und 40° nördl. Br. zusammen und zeichnet sich durch meist heitern Himmel aus. Während nach dem Äquator zu der Sommer vielfach regenarm und die übrige Zeit des Jahres regenreich verläuft, verteilen sich polwärts die Niederschläge mehr und mehr auf alle Jahreszeiten. Westliche Winde werden vorherrschend. Die ablenkende Kraft der Erdrotation (s. Wind) ruft Wirbel (Zyklonen etc.) hervor, welche die Witterung unbeständiger und mannigfaltiger machen. Die Temperatur zeigt im Tag und im Jahr größere Gegensätze, die aber durch Übergänge erträglicher werden. Die extremen Monatsmittel liegen um ca. 20°, die absoluten Extreme um 50–60° auseinander. Weitere Angaben liefern die Klimakarten von Deutschland (Bd. 4, S. 766, mit Textblatt) und Europa (Bd. 6, S. 178).

Die kalte Zone ist durch die lange Polarnacht und den niedrigen Stand der Sonne gekennzeichnet; beide gestatten höhere Temperaturen nicht, da die noch zur Erde gelangende Wärme großenteils zum Auftauen des den Boden bedeckenden Eises und Schnees verbraucht wird. Infolge der ungleichen Verteilung von Land und Wasser fällt die Gegend größter Kälte nicht mit dem Pole zusammen, sondern liegt im Innern größerer Landmassen. Auf der Nordhalbkugel (von der Antarktis weiß man nichts darüber) gibt es zwei Kältepole, an denen das Januarmittel -40° oder darunter beträgt: im Innern Nordgrönlands und in Nordsibirien (Werchojansk -50° im Januar). Das niedrigste Jahresmittel (-20°) dürfte beim Nordpol liegen. Sommer und Winter folgen sich schroff, doch ist die Temperatur im Sommer sehr gleichmäßig. Der Sommer hat viel Nebel, der Winter klaren Himmel und geringen Schneefall.

Außer den durch die Zonen bedingten Klimaten unterscheidet man noch das ozeanische oder See-, Insel- und Küstenklima im Gegensatz zum kontinentalen oder Binnenlandsklima, das Gebirgs- oder Höhenklima im Gegensatz zum Tieflandsklima und das K. von Hochebenen. Das ozeanische (maritime) oder Seeklima zeichnet sich aus durch relativ hohe Winter- und Nachttemperatur und relativ niedrige Sommer- und Tagtemperatur, daher geringe jährliche und tägliche Temperaturschwankung, große Feuchtigkeit, starke Winde, zumal im Winter, viel Niederschlag und dichte Bewölkung; das kontinentale oder Binnenlandsklima durch warmen Sommer und Tag und kalten Winter und Nacht, trockne Luft, schwache und unregelmäßige Winde, klaren Himmel und wenig Niederschlag. Während das Land durch die Sonnenstrahlung infolge geringerer Leitfähigkeit nur in den obern Schichten erwärmt wird, gelangt beim Wasser die eingestrahlte Wärme in größere Tiefen hinab, bleibt also nicht an der Oberfläche wie beim Lande. Daher wird das Land im Sommer (und am Tage) sehr warm, erkaltet aber im Winter (und in der Nacht) schnell; beim Wasser bleibt die Oberfläche verhältnismäßig kühl, gibt aber bei mangelnder Strahlung die in der Tiefe aufgespeicherte große Wärme ab. Hieraus folgt, daß das Landklima stärkere jährliche und tägliche Temperaturschwankungen aufweist als das Seeklima. Außerdem wird die Ausgleichung der Temperaturextreme in der Nähe der Küsten auch noch dadurch bewirkt, daß der Himmel hier meist bedeckt ist, und deshalb sowohl die Einstrahlung im Sommer als auch die Ausstrahlung im Winter verhindert wird. Inseln, Küsten und schmalere Halbinseln teilen das weniger veränderliche Seeklima, während die Unterschiede zwischen Sommer- und Wintertemperatur desto größer werden, je weiter man sich von den Küsten entfernt. Das extremste Landklima findet man in Wüsten und Hochebenen.

Das K. der Kontinente wird wesentlich dadurch beeinflußt, daß es sich in den einzelnen Jahreszeiten mehr dem kontinentalen oder mehr dem ozeanischen K. anschließt. Je kleiner und gegliederter der Kontinent ist, um so mehr wird das maritime K., je größer, um so mehr das kontinentale K. vorherrschen. Während Europa vorzugsweise Seeklima hat, besitzt der größte Teil Asiens, Afrikas, Nord- und Südamerikas und das Innere Australiens mehr Landklima. Die größten bekannten Gegensätze zeigen die tropischen Inseln Australiens und das nördliche Sibirien; es beträgt die Mitteltemperatur für den

Land- und Seeklima sind auf das Gedeihen der Kulturpflanzen von größter Bedeutung. An vielen Orten Sibiriens wird z. B. bei einer mittlern Jahrestemperatur von -10,3° während des kurzen und heißen Sommers Getreide auf einem Boden gebaut, der in einer Tiefe von 1 m stets gefroren bleibt, während auf Island bei einer viel höhern mittlern Jahrestemperatur und einem viel mildern Winter der Bau von Getreide nicht mehr möglich ist, weil die dort herrschende niedrige Sommertemperatur es nicht mehr zur Reife gelangen läßt. Über das K. von Gebirgen (Höhenklima) und Ebenen vgl. Gebirge (S. 411), Ebene (S. 336).

Lokal beeinflußt kann das K. werden durch die Natur der Erdoberfläche, z. B. durch Wälder (s. Waldklima), Heiden, Sümpfe, Seen etc., doch müssen sie schon sehr ausgedehnt sein, um sich klimatisch geltend zu machen; in welchem Grade das geschieht, ist noch nicht sicher festgestellt.

Die Frage, ob das K. einer Gegend zu allen Zeiten dasselbe war oder nicht, ist von geologischer Seite dahin beantwortet worden, daß in vorgeschichtlichen Zeiten große Klimaänderungen eingetreten sind, wofür einerseits zahlreiche fossile Reste, anderseits die Spuren der Eiszeit (s. d.) zeugen. Innerhalb der historischen Zeiten hat sich aber eine Änderung des Klimas in guter oder schlechter Richtung nicht nachweisen lassen. Davon zu unterscheiden sind die Klimaschwankungen, bei denen die klimatischen Elemente Jahre oder Jahrzehnte hindurch über, dann ebensolange unter einem Mittelwerte liegen; es gilt dabei, die Länge der Periode und den Betrag der Schwankung zu bestimmen. Ein großer Teil der Untersuchungen geht von der elfjährigen Sonnenfleckenperiode aus, wobei man aber bis jetzt nur den parallelen oder entgegengesetzten Verlauf eines oder mehrerer meteorologischer Elemente feststellen konnte, so für Temperatur (Köppen), Niederschläge (Meldrum, Lockyer, Blanford), Depressionen (Meldrum, Pony, Kaßner), nicht aber für die gesamte Witterung. Eine zweite Reihe von Untersuchungen geht nicht von einer bestimmten Periode aus, sondern sucht diese aus den Tatsachen abzuleiten. Die wichtigste dieser Arbeiten ist die von Brückner (1890). Er fand bei der Höhe des Kaspisees Schwankungen in Perioden von 34–36 Jahren und zog dann auch die Messungen der Niederschläge, der Temperatur, der Wasserstände der russischen Flüsse in Betracht und fand hier wie bei andern Seen und Flüssen, beim Datum für den Eisgang der Flüsse (seit 1736), beim Regenfall der ganzen Erde und bei der mittlern Zeit für die Weinlese (seit 1400) dieselbe Länge der Periode. Trockne Perioden sind 1831–40 und 1861–65, nasse 1846–55 und 1876–80, warme 1791–1805, 1821–35, 1851–1870, kalte 1806–20, 1836–50, 1871–80. Gestützt werden diese Resultate durch Arbeiten von E. Richter über die Schwankungen der Alpengletscher, welch letztere eine mittlere Periode von 35 Jahren zeigen; Jahre des Beginnens der Gletschervorstöße waren 1592, 1630, 1675, 1712, 1735, 1767, 1814, 1835, 1875. Kürzlich zeigte Hann (1902), daß die Niederschläge von Mailand, Padua und Klagenfurt für je das mittlere trockne und nasse Jahr Perioden von 35 Jahren haben. Mit der Sonnenfleckenperiode hat die 35jährige nichts zu tun; auch hat man für die Ursache letzterer noch keinen Anhaltspunkt, wennschon ihre Existenz mit großer Wahrscheinlichkeit nachgewiesen ist.

Vom K. ist die Menschheit wie der einzelne Mensch in hohem Grade abhängig. Geistige Arbeit gedeiht in den Tropen und im Polargebiet weit weniger als in der gemäßigten Zone, und körperliche Arbeit kann nicht jede Rasse in jedem K. leisten. Die hohe Temperatur, hohe Feuchtigkeit und das mühelose Erlangen der Lebensbedürfnisse wirkt erschlaffend, ähnlich wie die Monotonie der Polarnacht. Mit steigender Kultur wanderten deren Brennpunkte nordwärts in das kühlere K. (Indien, Griechenland, Rom, Deutschland). Der regelmäßige Wechsel der kontrastreichen Jahreszeiten und die Notwendigkeit der Lebensunterhalt schaffenden Arbeit waren die Grundlagen der hohen Kultur der gemäßigten Zonen. Ansteckende Krankheiten sind in den Tropen weiter verbreitet als sonst; es gibt auch eine Reihe spezifisch klimatischer Leiden (Tropenkoller, Skorbut etc.). Endlich ermöglicht der leichte Verkehr dem kranken Menschen, das heilsame K. (s. Klimatische Kurorte) aufzusuchen. Vgl. Hann, Handbuch der Klimatologie (2. Aufl., Stuttg. 1897); Woeikof, Die Klimate der Erde (Jena 1887); Köppen, Klimalehre (Leipz. 1899, Sammlung Göschen); H. Meyer, Anleitung zur Bearbeitung meteorologischer Beobachtungen für die Klimatologie (Berl. 1891); Köppen, Versuch einer Klassifikation der Klimate (Leipz. 1901); Fritz, Die wichtigsten periodischen Erscheinungen der Meteorologie und Kosmologie (das. 1889); Brückner, Klimaschwankungen seit 1700 (Wien 1890); weitere Literatur bei Artikel »Klimatische Kurorte«.