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Klimafolgenmonitoring

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 4.1 - Bodentemperatur

Einheit: [°C]
Stand: 31.12.2018
Indikatortyp (DPSIR): Impact
Datenquelle: LANUV

Bezug zum Klimawandel

Die Bodentemperatur wird von der Lufttemperatur beeinflusst. Sie unterliegt wie diese natürlichen Schwankungen im Laufe eines Tages und Jahres. Höhere Lufttemperaturen und zunehmende Sonnenscheindauer führten in den vergangenen Jahren zu einem Anstieg der Bodentemperaturen.

Die Daten zur Bodentemperatur ermöglichen Auswertungen zur Auswirkung des globalen Klimawandels. Der Wärmehaushalt von Böden beeinflusst beispielsweise die Aktivität von Bodenorganismen und die damit in Verbindung stehende Entwicklung von Humus im Boden.

Definition und Berechnung

Als Indikator wird die mittlere jährliche Temperatur im Boden in 5 cm sowie in 50 cm Tiefe unter Grasbewuchs ab dem Jahr 1993 verwendet. Die Bodentemperatur wird an der Versuchsstation in Waldfeucht erfasst. Die Station wurde vom Land NRW im Rahmen eines Feldversuchs im Jahr 1992 eingerichtet. Sie wird durch das LANUV betrieben. Die Luft- und Bodentemperaturen werden kontinuierlich alle 10 Minuten registriert. Gemessen wird mit einem Platin-Messwiderstand nach DIN 60751 B.

Dargestellt werden die Bodentemperaturen in 5 und 50 cm Tiefe und zusätzlich die Lufttemperatur in 2 m Höhe in Grad Celsius (°C.) Für alle Zeitreihen wird der Trend nach dem Mann-Kendall-Test berechnet. Ein signifikanter Trend wird als lineare Trendgerade in der Grafik dargestellt. Zusätzlich wird die Veränderung in Kelvin über die Zeitreihen berechnet.

Das LANUV hat im Rahmen einer Diplomarbeit (Koch 2010) die Bodenmessstationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) auswerten lassen. Bei allen 17 untersuchten Stationen weisen die Boden- und Lufttemperaturen jeweils einen positiven linearen Trend auf. Die Station Waldfeucht wurde daraufhin für das Klimafolgenmonitoring NRW ausgewählt, da diese Station vom LANUV selbst betreut wird.

"Koch, D. (2010): Langzeit-Entwicklung der Bodentemperaturen in verschiedenen Naturräumen Nordrhein-Westfalens. Diplomarbeit am Geographischen Institut der Universität zu Köln. 195 Seiten."
Download als PDF, 3.3 MB.

Zeitreihe und Trend

Im Mittel betrug die Bodentemperatur an der Station Waldfeucht im Zeitraum 1993 bis 2018 in 5 cm Tiefe 11,8 °C, in 50 cm 11,5 °C und im Vergleich dazu die Lufttemperatur 11,0 °C. Im Gesamtmesszeitraum hat die mittlere Bodentemperatur in 5 cm Tiefe um 1,6 K zugenommen. In 50 cm Tiefe kann ein Anstieg um etwa 1,4 K registriert werden. Für die Lufttemperatur in 2 m Höhe ergibt sich ebenfalls ein Anstieg im beobachteten Zeitraum von 0,9 K (Differenz zwischen Anfang und Ende der jeweiligen Trendlinie). Der Trend der Bodentemperaturen in 5 und 50 cm Tiefe ist nach dem Mann-Kendall-Test statistisch hochsignifikant. Der Trend der Lufttemperatur ist für diesen Zeitraum sehr signifikant. Bei den Zeitreihen fällt außerdem auf, dass 2018 die Bodentemperaturen so hoch sind, wie in keinem anderen Jahr im Messzeitraum.

Die Bodentemperaturen liegen an diesem Standort im Jahresmittel über denen der Lufttemperatur. Die Differenz der Bodentemperatur zur Lufttemperatur nimmt im Boden von oben nach unten bis zu einem Meter Tiefe ab.

Die Auswertungen beziehen sich auf einen noch sehr kurzen Zeitraum. Dies sollte bei weiterreichenden Schlussfolgerungen berücksichtigt werden.

Grafische Darstellung

 

Abb.: Boden- und Lufttemperaturen [°C] der Station Waldfeucht (NRW) ab 1993

 

Abb.: Bodentemperatur [°C] in 5 cm Tiefe an der Station Waldfeucht (NRW) ab 1993

 

Abb.: Bodentemperatur [°C] in 50 cm Tiefe an der Station Waldfeucht (NRW) ab 1993

 © LANUV NRW 2018

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