3.2-Beginn der phänologischen Jahreszeiten

Einheit: [Tag im Jahr]
Stand: 31.12.2019

Bezug zum Klimawandel

Das Eintrittsdatum 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

Der Beginn 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 Schwarzen Holunder und für den Beginn des Winters der Blattfall der Stieleiche. Das Gebietsmittel für NRW des jeweiligen phänologischen Zeigers 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 lag die Anzahl der Stationen für Daten zu den phänologischen Zeigern der Jahreszeiten zwischen 80 und 110.

Dargestellt wird der mittlere Eintrittstermin der phänologischen Jahreszeiten als Tag im Jahr 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 trat der Beginn des phänologischen Frühlings im Mittel am 47. Tag im Jahr (16. Februar), der Sommer am 150. Tag (30. Mai), der Herbst am 241. Tag (29. August) und der Winter am 307. Tag im Jahr (3. November) ein. Wird der Mittelwert des Zeitraums der letzten dreißig Jahre (1990 - 2019) betrachtet, so haben sich die Eintrittstermine für Frühling, Sommer und Herbst nach vorne verschoben, während sich der Beginn des Winters leicht nach hinten verlagert hat. Der Vergleich der Mittelwerte aller Klimanormalperioden im Messzeitraum bestätigt dieses Bild.

Bei Betrachtung der Zeitreihen zeigen sich die Änderungen in den vier Jahreszeiten noch sehr viel deutlicher: So beginnt der Frühling etwa 28 Tage, der Herbst etwa 24 Tage und der Sommer um die 19 Tage früher im Vergleich zu 1951. Der Winter hingegen verzögert sich um etwa 8 Tage. Alle vier Trends sind nach Mann-Kendall statistisch hochsignifikant. 2019 zeichnet sich durch einen besonders späten Winteranfang aus.

Folgende Tabelle listet die Mittelwerte der Klimanormalperioden für die vier Jahreszeiten im Messzeitraum auf. Zusätzlich werden die Mittelwerte für den gesamten Zeitraum genannt.

Zeitraum Zeitreihe
ab 1951
1951-1980 1961-1990 1971-2000 1981-2010 1990-2019
Mittelwert Frühling [Tag im Jahr] 4754 5346 4437
Mittelwert Sommer [Tag im Jahr] 150156 155152 148144
Mittelwert Herbst [Tag im Jahr] 241247 245242 238233
Mittelwert Winter [Tag im Jahr] 307305 306307 307309


Abb.:
Beginn der Phänologischen Jahreszeiten [Tag im Jahr] in NRW ab 1951


Abb.:
Eintritt Phänologischer Frühling [Tag im Jahr] in NRW seit 1951


Abb.:
Eintritt Phänologischer Sommer [Tag im Jahr] in NRW seit 1951


Abb.:
Eintritt Phänologischer Herbst [Tag im Jahr] in NRW seit 1951


Abb.:
Eintritt Phänologischer Winter [Tag im Jahr] in NRW seit 1951