Kaltgemäßigte Zone: Bedeutung, Merkmale, Klima, Vegetation
Die kaltgemäßigte Zone umfasst einen Klimatypen der ökophysiologischen Klimaklassifikation (Tropen, Subtropen, Mittelbreiten, Polarregion). In dieser Einteilung bildet dieser Typ neben dem kühlgemäßigten und dem warmgemäßigten Klima den Klimabereich der Mittelbreiten bzw. des gemäßigten Klimas.
Da das kaltgemäßigte Klima hauptsächlich in der borealen Oközone vorkommt, wird dieser Typ auch boreales Nadelwaldklima, Schneewaldklima oder subarktisches Klima bezeichnet.
Inhalt
Merkmale der kaltgemäßigten Zone
Die gemäßigte Klimazone unterteilt sich in die kaltgemäßigte, kühlgemäßigte und warmgemäßigte Zone. Der Unterschied zwischen beiden Zonen liegt in den Durchschnittstemperaturen. Denn die mittleren Temperaturen der kühlgemäßigten Zone liegen circa 5°C über dem Mittel der kaltgemäßigten Zone. Somit ist das kaltgemäßigte Klima der kälteste Typ der gemäßigten Zone.
Dies wiederum hat Auswirkungen auf die Vegetation. Die Vegetationsperiode einer Klimazone gibt an, wie lange Pflanzen in einem Jahr wachsen und sich entwickeln können. In der kühlgemäßigten Zone dauert diese Periode circa 5 bis 7 Monate. In der kälteren Zone des kaltgemäßigten Klimas dauert diese Periode lediglich 4 bis 5 Monate.
Man spricht von einem kaltgemäßigten Klima, wenn:
- im wärmsten Monat eine mittlere Temperatur von +10°C überschritten wird
- im kältesten Monat eine mittlere Temperatur unter -3°C vorliegt
- ein humides Klima mit viel Niederschlag im Sommer vorliegt
- die Vegetationsperiode ca. 4 Monate beträgt
Weitere Merkmale sind die kurzen Sommermonate, welche nur mäßige Höchstwerte aufweisen. Die Wintermonate sind zudem lang und kalt (Rekordwerte zwischen -40° und -70°C).
Verbreitung der kaltgemäßigten Zone
Quelle: Von LordToran – Selbst erstellt auf Basis dieser Geodaten:, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2207393
Das Klima der borealen Zone zieht sich um die gesamte Nordhalbkugel. Dabei nimmt es die Form eines Gürtels an, welcher zwischen 1000 und 3500 km breit wird.
An den Westseiten Nordamerikas und Europas beginnt der kaltgemäßigte Klimagürtel etwas nördlicher. Denn die warmen Meeresströme sorgen an den Ozeanseiten für mildere Temperaturen, wodurch sich dort ein kühlgemäßigtes Klima ergibt, welches weiter nördlich stärker abkühlt. Dadurch beginnt der Klimagürtel dort nördlicher gegenüber dem Inneren der Kontinente.
Der Klimagürtel beginnt auf dem nordamerikanischen Kontinent in Alaska, zieht sich dann ins Landesinnere und wird breiter. Im Inneren dringt die Klimazone dann bis an die Grenze von Kanada vor, wo sie dann vom kühlgemäßigten Klima abgelöst wird. An der Ostseite Nordamerikas wird der Gürtel dann wieder schmaler, da auch hier warme Meeresströmungen die Ausbreitung des Klimas verhindern.
In Südamerika wird das kaltgemäßigte Klima lediglich in der Region Patagoniens erreicht. Das Andengebiet teilt sich klimatisch in einen nördlichen und südlichen Teil, wobei das nördliche Gebiet zur kühlgemäßigtes und nur der südlichste Teil Patagoniens zur kaltgemäßigten Zone gehört.
Anders als andere Teile der kaltgemäßigten Klimazone gehört Patagonien nicht zur borealen Ökozone. Denn Vegetation und Boden grenzen sich von den Waldgebieten Nordamerikas und Eurasiens stark ab, weshalb man sich zwar die gleiche Klimazone teilt, aber unterschiedlichen Ökozonen angehört .
Südpatagonien bildet die einzige Region der Südhalbkugel, in welcher kaltgemäßigtes Klima vorherrscht.
In Europa beginnt die kaltgemäßigte Klimazone auf der Atlantikinsel Grönland, welche geografisch zwar zu Nordamerika zählt, jedoch – aufgrund historische Gegebenheiten – Bestandteil Dänemarks ist.
Die Westküste Norwegens bildet den Beginn der kaltgemäßigten Zone auf dem Festland. Dort beginnt die Zone ebenfalls weiter nördlich, da warme Meeresströmungen die kalten Temperaturen nach Norden verdrängen.
Von Norwegen aus, zieht sich der Klimagürtel über Skandinavien nach Osten bis zum Schwarzen Meer im Norden der Ukraine. Dort wird die Ausdehnung vom 20. Längengrad begrenzt. In Asien verläuft die Ausdehnung weiter in den Süden, so dass auch im Landesinneren tiefe Temperaturen vorherrschen. Im sibirischen Russland erreicht die Klimazone dann ihre größte Ausdehnung und liegt dort zwischen 50. und 70. Breitengrad. Dort erstreckt sich die boreale Zone bzw. das kaltgemäßigte Klima dieser Zone bis zur Taimyrhalbinsel.
Abgrenzungen der kaltgemäßigten Klimazone
Im Norden wird die Klimazone durch die Eisklimate begrenzt. Diese Kältewüsten beginnen nördlich von Grönland und der Taimyrhalbinsel. Somit reicht sie im asiatischen und europäischen Teil fast ans Nordpolarmeer heran.
Ausgenommen ist weiterhin die Hudson Bay, welche als Eiskeller Nordamerikas bezeichnet wird. Dort herrschen kältere Temperaturen, weshalb diese bereits zur subpolaren Klimazone gehört.
Kaltgemäßigtes Klima in Deutschland
Deutschland gehört ebenfalls zur gemäßigten Klimazone, allerdings zur kühlgemäßigten. Einige Gebiete werden allerdings dennoch zur kaltgemäßigten Zone gezählt, da in bestimmten Höhenlagen relativ kalte Temperaturen vorherrschen. So können diese Temperaturen im Oberharz, im nördlichen Teil des Bayerischen Waldes und am Alpenrand auftreten.
Boden der kaltgemäßigten Zone
Die vorrangigen Bodentypen sind Gleye und Podsole, wobei erstere in den nördlichen Randgebieten häufiger hervortreten.
Podsole, oder auch graue Erde genannt, ist ein nährstoffarmer Bodentyp. Dieser entsteht in der kaltgemäßigten Zone, aufgrund der dauerhaft niedrigen Temperatur. Diese Kalttemperaturen sorgen für eine Vereisung des Bodens. Herrschen über längere Zeit Temperaturen unter 0°C, bildet sich Permafrost. Dieser Dauerfrost dringt auch in tiefere Bodenschichten ein und sorgt dafür, dass Niederschlagswasser nicht absickern kann.
Abgestorbene Pflanzenteile werden dann am Boden zwar zersetzt, die dabei entstehenden Mineralien können allerdings nicht in tiefe Bodenschichten abfließen. Die tief im Boden sitzende Eisschicht (Permafrost) wirkt wie eine Versiegelung und Niederschlagswasser wird rückgestaut.
Durch die nicht absickernden Mineralien wird der PH-Wert des Bodens nicht ausgeglichen, wodurch dieser allmählich übersäuert. Dadurch, dass Wasser schlecht abfließt, können Bakterien die abgestorbenen Pflanzenteile schlecht zersetzen. Die nichtzersetzte Phytomasse bildete eine Rohhumusschicht. Fließt weiterhin kein bzw. kaum Wasser ab, bildet sich Torf.
Ab einer Torfdicke von 30 Zentimetern nennt man diesen Boden dann Moor. Typische Moortypen der kaltgemäßigten Zone sind: Aapamoore und Strangmoore in Nordamerika.
Am Rande dieser Moore bzw. Podsolierungen entsteht Gleye als zweiter vorherrschender Bodentyp der kaltgemäßigten Zone. Dieser Bodentyp entsteht ebenfalls auf Humusboden, welcher zudem kalkarm sein muss. Dieser Lehmboden bildet sich am Rande der Moore bzw. Humusböden.
Temperaturen in der kaltgemäßigten Zone
Die kaltgemäßigte Klimazone wird hauptsächlich über ihre Temperatur definiert. Die Klimamessung erfolgt außerdem über Durchschnittstemperaturen in einem gewissen Zeitabschnitt. Man spricht von einem kaltgemäßigten Klima, sobald die mittleren Durchschnittstemperaturen im wärmsten Monat über +10°C liegen. Im ökophysiologischen Klimamodell (Tropen, Subtropen, Mittelbreiten, Polarregion) würden kältere Temperaturen (unter 10°C) der Polaren Zone zugeordnet werden.
Weiterhin dürfen die Durchschnittswerte im kältesten Monat nicht -3°C überschreiten. Werden diese leicht überschritten, liegt diese Region in der kühlgemäßigten Klimazone. Und sobald diese stark überschritten wurden, liegt diese Region außerhalb der Mittelbreiten.
Im Folgenden soll das Klimadiagramm von Kenaii (Alaska) als Beispiel dienen.
Datenquelle: https://de.climate-data.org/
Der kälteste Monat ist der Januar mit -10,8°C Durchschnittstemperatur, wobei die Temperaturen in diesem Monat zwischen -15,5°C und -6°C schwanken. Der wärmste Monat ist der Juli mit einem Durchschnitt von +12,6°C, niedrigsten Temperaturen von +8,2°C und Höchsttemperaturen von +17°C.
Mittlerer Niedrigwert (-10,8°C) und mittlerer Höchstwert (+12,6°C) werden erreicht, weshalb die Zugehörigkeit zur kaltgemäßigten Zone (+10°C, -3°C) zutreffend ist. Der Jahresdurchschnitt liegt bei +1,1°C, wodurch es in dieser Region nicht zu einem Dauerfrost- bzw. Permafrostboden (unter 0°C) kommt.
Die Stadt Irkutsk in Russland erreicht noch kältere Werte.
Datenquelle: https://de.climate-data.org/
Der kälteste Monat in Irkutsk ist ebenfalls der Januar mit einem Durchschnitt von -19,3°C, einem Rekordtief von -24,1°C und Höchstwert von -14,4°C. Der wärmste Monat im Zeitraum ist der Juli mit einer Durchschnittstemperatur von 17,8°C. Somit wurden die Richtwerte von -3°C für den kältesten Monat und +10°C für den wärmsten Monat ebenfalls erreicht, weshalb diese Region ebenfalls der kaltgemäßigten Zone zugeordnet werden kann.
Die Jahresdurchschnittstemperatur liegt unter 0°C, weshalb sich dort der Permafrostboden bilden kann.
Niederschlag in der kaltgemäßigten Zone
Ein weiteres Merkmal der kaltgemäßigten Klimazone ist, neben den Temperaturrichtwerten, die Niederschlagsmenge. Denn in den Regionen, in welchen kaltgemäßigtes Klima vorherrscht, muss – laut Definition – mehr Niederschlag fallen, als Wasser verdunsten kann. Dieses Phänomen (Niederschlagsmenge > verdunstete Wassermenge) bezeichnet man in der Ökologie als humides Klima.
Diese Dauerfeuchtigkeit wird durch 4 Umstände erreicht:
- Dichte Nadelwälder fangen die meisten Sonnenstrahlen ab, so dass kaum Wärmeenergie bis auf den Boden gelangt.
- Die tiefsitzende Eisversiegelung sorgt dafür, dass weniger Wasser abfließen kann.
- Sommermonate mit mehr Niederschlag (Regenwasser) als im Winter (Schnee), wodurch dieser zu Boden fällt, anstatt auf den Baumgipfeln hängen zu bleiben.
- Kalte Böden verhindern die Verdunstung.
Die Niederschlagsmengen der Regionen Irkutsk und Kenaii zeigen, dass die Höchstwerte in den Sommermonaten erreicht werden, was ebenfalls ein Merkmal der kaltgemäßigten Zone ist.
Vegetation der kaltgemäßigten Klimazone
Die natürliche Vegetation dieser Zone ist der boreale Nadelwald mit überwiegend Fichten, Tannen und Kiefern. Im Norden geht dieser Nadelwald in die Tundra (offene Ebenen der subpolaren Zone) über.
Dieser Übergang ist allerdings nicht abrupt. Stattdessen wechseln sich borealer Nadelwald und waldlose Tundragebiete ab. Diese Übergangsregion im Norden bezeichnet man in der Ökologie als Ökoton.
Da Nadelgehölze weitaus widerstandsfähiger als Laubbäume sind, charakterisieren diese kalte Zone. Denn der Podsole-Boden mit seiner geringen Nährstoffdichte fördert Bäume, deren Stoffwechsel anpassungsfähiger ist. Laubbäume müssen im Winter ihre Blätter abwerfen und im Sommer neue ausbilden, wodurch sie sehr viele Nährstoffe benötigen.
Nadelbäume müssen dies nicht und deshalb ergeben sich für diese Klassen bessere Bedingungen in diesen Regionen. Denn dadurch, dass sie den Winter über grün bleiben, können sie die kurze Vegetationsdauer von 4 bis 5 Monaten besser nutzen, um zu wachsen. Nadelbäume müssen deshalb auch nicht so tiefe Wurzeln ausbilden, was beim Dauerfrostboden in den tiefen Erdschichten ebenfalls nützlich ist.
Die Strauchschicht bilden vor allem Beerensträucher, wie Schneebeere. Tieferliegende Krautschichten werden durch Pflanzen wie das Heidekraut, wildwachsenden Heidelbeeren oder dem Schwedischem Hartriegel bestimmt.
Die Bäume müssen sich dem unwirtschaftlichen Klima anpassen. Da die Vegetationsdauer mit circa 4 Monaten äußerst kurz ist, wachsen die Pflanzen viel langsamer. Im Vergleich wachsen Bäume im tropischen Regenwald ca. 15 bis 20 mal so schnell.
Der schlechte Boden und die dadurch limitierten Wälder wirken besonders nachteilig auf Naturkatastrophen. Bei Stürmen, Temperaturschwankungen und Waldbränden vollzieht sich das Absterben des Waldes besonders schnell. Dieses rapide Sterben bewirkt allerdings auch, dass Phytomasse entsteht, wodurch der Boden mineralisiert wird und neue Generationen besser nachwachsen.
Tiere der kaltgemäßigten Klimazone
Die Fauna im Norden Eurasiens und Nordamerikas ist sich sehr ähnlich. Besonders viele Marderarten kommen in der kaltgemäßigten Zone vor. Einige diese Marderarten, wie der Zobel, der europäische Nerz oder der Fichtenmarder bewohnen lediglich diese Klimazone.
Vielfraß, Lemming oder Rentier sind weitere Säugetiere dieser Klimazone. Das Pendant zum eurasischen Rentier bildet das Karibu Nordamerikas. In eurasischen Wäldern kommen außerdem Waldbison, Elche, mehrere Hirscharten, Wolf, Braunbären und Füchse vor.
Kriechtiere und Lurche fehlen weitestgehend, da diese wechselwarmen Tiere sich den klimatischen Bedingungen nicht anpassen können. Dadurch fehlen auch Vögel, welche auf diese Tierarten Jagd machen. Dennoch finden sich im borealen Wald einige Vogelarten, welche in den Wintermonaten nach Süden ziehen.
Quellen
- Peter Hupfer: Das Klimasystem der Erde, ISBN 3-05-500712-3*
- N. Podbregar, K. Schwanke, H. Frater: Wetter, Klima, Klimawandel: Wissen für eine Welt im Umbruch, ISBN 978-3540792918*
- G. Grabherr: Farbatlas Ökosysteme der Erde, ISBN 3-8001-3489-6*
- M. Richter: Vegetationszonen der Erde, ISBN 3-623-00859-1*
- G. Willinger: Wälder unserer Erde – Ein lehrreicher Überblick zu den Waldformationen weltweit, aufgeteilt nach ihren Klimazonen,
ISBN 978-3961712175*
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