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Klimafolgenmonitoring

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 3.3 - Dauer phänologische Jahreszeiten

Einheit: [Anzahl Tage]
Stand: 31.12.2019
Indikatortyp (DPSIR): Impact
Datenquelle: DWD

Bezug zum Klimawandel

Das Eintrittsdatum und die Dauer bestimmter Phasen in der Pflanzenentwicklung wird maßgeblich von der Temperatur beeinflusst. Aus langjährigen Beobachtungen kann damit der Einfluss veränderter klimatischer Bedingungen auf die Entwicklung von Pflanzen und Ökosystemen ermittelt werden. Anders als direkte Temperaturmessungen spiegelt die Phänologie aber eine Reaktion der Natur auf ihre Umwelt wider. Daher ist sie ein wichtiger und besonders sensitiver Bioindikator für den Klimawandel.

Phänologische Beobachtungen an Pflanzen mit Aussagekraft über Temperaturveränderungen sind vor allem in gemäßigten Klimazonen möglich, da hier die Temperatur einen besonders großen Einfluss auf den Eintritt der verschiedenen Entwicklungsphasen hat. Vor allem die Frühlingsphasen zeichnen sich durch eine starke Korrelation mit der Temperatur aus (maßgeblich ist die Temperatur der einer Entwicklungsphase vorausgehenden 2-3 Monate). Weitere Einflussfaktoren sind die Tageslichtlänge und die Zusammensetzung des Lichtspektrums. Der Eintritt der Herbstphasen dagegen wird von zahlreichen anderen Faktoren (z.B. Niederschlagsmenge im Sommer, Einstrahlung etc.) mitbestimmt.

Definition und Berechnung

Die Dauer der phänologischen Jahreszeiten wird durch den Eintritt bestimmter Phasen in der Pflanzenentwicklung begrenzt. Diese phänologischen Zeiger sind für den Frühlingsbeginn der Blühbeginn der Hasel, für den Sommerbeginn der Blühbeginn des schwarzen Holunders, für den Herbstbeginn die beginnende Fruchtreife beim Schwarten Holunder und für den Beginn des Winters der Blattfall der Stieleiche. Als Indikator wird die Länge der Jahreszeiten zwischen den entsprechenden phänologischen Ereignissen (zum Beispiel für den Frühling Kalendertag Blühbeginn Schwarzer Holunder minus Kalendertag Blühbeginn Hasel) als Gebietsmittel für NRW verwendet. Das Gebietsmittel für NRW wird als Mittelwert aus den Daten der Sofort- und Jahresmelder der phänologischen Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) für NRW berechnet.

Der DWD erhebt deutschlandweit aktuell an ca. 1.000 Stationen Beobachtungsmeldungen aus der Natur. In NRW umfasste das Beobachtungsnetz über den gesamten Zeitraum seit 1951 etwa 700 verschiedene Stationen, von denen derzeit noch 114 betrieben werden. In den letzten Jahren wurden an zwischen 80 und 110 Stationen Daten zu den phänologischen Zeigern für die Jahreszeiten aufgenommen.

Dargestellt wird die mittlere Dauer der phänologischen Jahreszeiten in Tagen seit 1951 bis heute. Die Mittelwerte der Klimanormalperioden im Messzeitraum werden tabellarisch aufgelistet. Für alle Zeitreihen erfolgt eine Trendberechnung nach dem Mann-Kendall-Test. Ein signifikanter Trend wird als lineare Trendgerade in einer gesonderten Grafik dargestellt. Zusätzlich wird die Veränderung in Tagen über die Zeitreihe berechnet.

Zeitreihe und Trend

Im Zeitraum 1951-2019 dauerte der phänologische Frühling im Mittel 103 Tage, der Sommer 91 Tage, der Herbst 66 Tage und der Winter 105 Tage. Werden nur die Mittelwerte über den letzten dreißig-Jahr-Zeitraum (1990 - 2019) betrachtet, so hat sich die Dauer des Winters bedeutend verkürzt, Frühling und Herbst dauern länger an und der Sommer ist annähernd konstant in seiner Länge geblieben. Der Vergleich der Mittelwerte aller Klimanormalperioden im Messzeitraum bestätigt dieses Bild.

Bei Betrachtung der Zeitreihen zeigen sich die Änderungen in den vier Jahreszeiten sehr viel deutlicher: So hat sich der Winter seit 1951 hochsignifikant um 37 Tage verkürzt (Differenz zwischen Anfang und Ende der Trendgeraden) und der Herbst im gleichen Zeitraum um etwa 32 Tage hochsignifikant verlängert. 2018 und 2019 dauerte der Herbst jeweils besonders lang. Die Veränderungen für den Frühling sind nach Mann-Kendall signifikant und betragen plus 9 Tage; für den Sommer sind sie sehr signifikant und betragen minus 5 Tage.

In der Grafik ist außerdem erkennbar, dass sich die Längen der phänologischen Jahreszeiten einander angenähert haben: Betrachtet man die ersten zehn Jahren der Zeitreihe (1951 - 1960), lagen die Längen der Jahreszeiten weit auseinander. Der Herbst war zu Beginn der Messreihen die kürzeste Jahreszeit (zwischen 40 und 50 Tagen), der Winter mit bis fast 140 Tagen die längste Jahreszeit. In den letzten zehn Jahren der Messreihe (2010 bis 2019) haben sich die Längen der Jahreszeiten einander angenähert und reichen nur noch von etwa 75 (Herbst und Winter) bis 120 Tagen (Frühling).

Folgende Tabelle listet die Mittelwerte der Klimanormalperioden für die vier Jahreszeiten im Messzeitraum auf. Zusätzlich werden die Mittelwerte für den gesamten Zeitraum genannt. Die unter der Tabelle abgebildete phänologische Uhr stellt die erste und letzte Klimanormalperiode im Messzeitraum einander gegenüber und veranschaulicht die Verschiebungen in den Jahreszeiten.

Zeitraum Zeitreihe
ab 1951
1951-1980 1961-1990 1971-2000 1981-2010 1990-2019
Mittelwert Frühling [Anzahl Tage] 103101 102105 104106
Mittelwert Sommer [Anzahl Tage] 9192 9090 9090
Mittelwert Herbst [Anzahl Tage] 6657 6165 7076
Mittelwert Winter [Anzahl Tage] 105115 112105 10293

Grafische Darstellung

 

Abbildung  Länge der Phänologischen Jahreszeiten [Anzahl Tage] in NRW ab 1951

 

Abbildung  Länge des phänologischen Frühlings [Anzahl Tage] in NRW ab 1951

 

Abbildung  Länge des phänologischen Herbstes [Anzahl Tage] in NRW ab 1951

 

Abbildung  Länge des phänologischen Sommers [Anzahl Tage] in NRW ab 1951

 

Abbildung  Länge des phänologischen Winters [Anzahl Tage] in NRW ab 1951

 © LANUV NRW 2020

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