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Zitierweise / cite as:
Entwicklungsländerstudien / hrsg. von Margarete Payer. -- Teil I: Grundgegebenheiten. -- Kapitel 2: Klima, Wetter, Wasser / zusammengestellt von Alois Payer. -- Fassung 2018-10-09. -- URL: http://www.payer.de/entwicklung/entw02.htm. -- [Stichwort].
Erstmals publiziert: 1999-04-29
Überarbeitungen: 2018-10-09 [grundlegend überarbeitet] ; 2001-01-29 [Update]; 2001-02-21 [zwei neue Abb.]
Anlass: Lehrveranstaltung "Einführung in Entwicklungsländerstudien", HBI Stuttgart, 1998/99
Unterrichtsmaterialien (gemäß § 46 (1) UrhG)
©opyright: Dieser Text steht der Allgemeinheit zur Verfügung. Eine Verwertung in Publikationen, die über übliche Zitate hinausgeht, bedarf der ausdrücklichen Genehmigung der Herausgeberin.
Dieser Text ist Bestandteil der Abteilung Entwicklungsländer von Tüpfli's Global Village Library.
Skript, das von den Teilnehmern am Wahlpflichtfach "Entwicklungsländerstudien" an der HBI Stuttgart erarbeitet wird.
Für jede, die sich nicht nur oberflächlich mit Problemen von Entwicklungsländer beschäftigen oder in der Zusammenarbeit mit Entwicklungsländern tätig sein will, gilt, was der Physische Geograph Wolfgang Weischet über Geographielehrer sagt:
Sie "wird zunehmend mehr auf gründliche Einsichten in die geophysikalischen [und anderen natürlichen] Prozesse und deren Einflussfaktoren angewiesen sein. Viele der Kurzschlüsse über die Dominanz sozio-ökonomischer Bezüge oder den geringen Stellenwert physisch-geographischer Gegebenheiten beruhen nämlich darauf, dass die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge nicht genügend tief und genau erkannt werden und oberflächliches Faktenwissen einem gar nicht die Möglichkeit gibt, in eine echte kritische Prüfung der Alternativen einzutreten."
[Weischet, Wolfgang: Einführung in die allgemeine Klimatolgie. -- 6., überarb. Aufl. -- Stuttgart : Teubner, ©1995. -- ISBN 3-519-03432-8. --. S. 5.]
Deswegen und vor allem auch, weil einseitiges Fachidiotentum eine fruchtbare Zusammenarbeit von in der Entwicklungszusammenarbeit Tätigen sehr hindert, werden in dieser "Einführung in Entwicklungsländerstudien" naturwissenschaftliche, technische, sozial- und geisteswissenschaftliche Themen gleichwertig behandelt werden.
Als erste Grundgegebenheit werden Klima, Wetter und Wasser behandelt, da diese allen anderen Grundgegebenheiten zugrunde liegen.
Abb.: Grobschema der Klimagebiete der Welt [GlobeMaster, ©tewi/Softkey]
| Bedingungsfaktor | Wirkungen |
|---|---|
| 1. Breitengrad und Einfallswinkel der Sonne | Höchstbetrag des Energiezuflusses |
| 2. Verteilung von Land und Wasser | Geschwindigkeit des Wärmegewinns und Wärmeverlustes; Verfügbarkeit von Feuchtigkeit |
| 3. Höhe | beeinflusst Temperatur und adiabatische Prozesse |
| 4. Gebirgsbarrieren | vermindern Feuchtigkeitsgehalt der Luft |
| 5. Ziemlich beständige Hochdruck- und Tiefdruckzonen | Windrichtungen, Entwicklung und Bewegung von Luftmassen |
| 6. ozeanische Strömungen | beeinflussen Drucksysteme sowie die verfügbare Feuchtigkeitsmenge |
| 7. Winde | transportieren Energie und Feuchtigkeit zwischen und über Längen- und Breitenzonen |
[Vorlage: Conte, Donald J. : Thompson, Donald J. ; Moses, Lawrence L.: Earth Science : an integrated perspective. -- Dubuque, IA [u.a.] : Brown, ©1997. -- ISBN 0679269221.-- S. 120]
"Der Transport von Luft in der Atmosphäre, sei er aufwärts oder abwärts gerichtet, ist an 'adiabatische' Vorgänge gebunden. Ein Luftvolumen, das ohne Wärmeaustausch mit der umgebenden Luft aufsteigt, dehnt sich aus und kühlt sich ab, da Luftdruck und Temperatur mit der Höhe abnehmen. Bei diesem Vorgang wird Ausdehnungsarbeit geleistet, so dass sich die Temperatur erniedrigt. Die erforderliche Energie wird dem Wärmeinhalt der Luft entnommen. Umgekehrt erwärmt sich die Luft, wenn sie absteigt und dabei komprimiert wird. Diese Prozesse werden als adiabatische Zustandsänderungen bezeichnet unter der Bedingung, dass keinerlei Wärme zu- oder abgeführt wird. Das Verhältnis von Temperatur zum Druck ist konstant, solange keine Kondensation eintritt. Dieser trockenadiabatische Temperaturgradient beträgt 0,98°C/100 m (allg. 1°C/100 m). Da aber die Luft nur eine der Temperatur entsprechend maximale Feuchtigkeit aufnehmen kann, bleibt dieser trockenadiabatische Temperaturgradient nur solange erhalten, bis Kondensation eintritt. Während die absolute Feuchte gleich bleibt, nimmt die relative Feuchte durch Abkühlung stets bis zur Wasserdampfsättigung zu, bei der die relative Feuchte 100% beträgt. Steigt die Luft weiter auf, so muss der Wasserdampf kondensieren, womit Kondensationswärme freigesetzt wird. Die Temperaturabnahme pro 100 m wird in der weiter aufsteigenden, nunmehr feuchten Luft geringer. Dieser Vorgang wird dann als feuchtadiabatische Temperaturabnahme bezeichnet. Der feuchtadiabatische Temperaturgradient liegt bei diesen Bedingungen unter 1°C und ist um so kleiner, je wärmer die Luft ist. In den feucht-warmen Luftmassen der Tropen beträgt er etwa 0,3°C. Er nimmt in Richtung auf die Pole zu und erreicht in den polaren Breiten sowie in großen Höhen wieder annähernd den trockenadiabatischen Wert zwischen 0,95 und1°C/100 m an. Während warme Luft (Tropen) erheblich mehr Feuchtigkeit aufnimmt und ihr damit mehr Kondensationswärme zugeführt werden kann, wird mit Annäherung an die Polargebiete und bei kontinuierlicher Hebung eines Luftvolumens bei sinkenden Temperaturen immer weniger Kondensationswärme frei, und der feuchtadiabatische Temperaturgradient nähert sich dem trockenadiabatischen."
Abb.: Schema einer adiabatischen Zustandsänderung
[Vorbild der Abb.: Strahler, Alan H. ; Strahler, Arthur: Physical geography . -- New York [u.a.] : Wiley, ©1997. -- ISBN 0-471-11299-2.]
"Der Feuchtigkeitshaushalt und der Temperaturzustand in der Atmosphäre sind für die Wolkenbildung und das allgemeine Wettergeschehen in den Klimazonen zwischen dem Äquator und Pol von großer Bedeutung. Der feuchtigkeitsadiabatische Temperaturgradient erklärt damit zusätzlich die unterschiedlichen Höhen im vertikalen Aufbau zwischen den äquatorialen und polaren Breiten. In den Tropen steigen die Wolken wegen der freiwerdenden Kondensationswärme in größere Höhen auf (bis ca. 17 km; in Polargebieten höchstens bis ca. 8 km)."
[Lauer, Wilhelm <1923 - >: Klimatologie. -- 2., überarb. Aufl. -- Braunschweig : Westermann, 1995. -- 268 S. : Ill. -- (Das geographische Seminar). -- ISBN 3-14-160284-0. -- S. 72f.]
| Ausgangspunkt: Über der ganzen Land- und Wasserfläche liegt eine Luftsäule mit gleichmäßiger Schichtung: die Linien kennzeichnen Ebenen, über denen eine gleiche Luftmasse liegt, die also den gleichen Luftdruck haben |
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| 1. Phase: Entstehung eines Hochdruckgebietes in der Höhe: Durch die höhere Wärmeabstrahlung des Landes dehnt sich die Luftsäule über dem Land aus. Dadurch kommt mehr Luftmasse gegenüber zuvor über Höhenflächen zu liegen, d.h. das Gewicht der Luft über den Höhenflächen wird gegenüber vorher und gegenüber den nicht so stark erwärmten entsprechenden Höhen der Luftsäulen über dem Meer größer: es entsteht in der Höhe ein Hochdruckgebiet. Der größere Luftdruck in der Höhe führt zu einem Abfließen der schweren Luftmassen zur Seite (Richtung Meer). |
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| 2. Phase: Entstehung eines Tiefdruckgebietes am Boden: Durch das Abfließen von Luft in der Höhe wird die Luftdruckmasse über den Bodenschichten geringer, das Gewicht nimmt ab: es entsteht ein Tiefdruckgebiet am Boden. Gegenüber diesem Tiefdruckgebiet am Boden ist das Gewicht der Luftsäulen über dem Meer über den entsprechenden Höhenstufen größer, deswegen fließt die Luft vom Meer her zum Druckausgleich in das Bodentief über dem Land. Dort wird sie wieder erhitzt usw. usw.: es entsteht ein Luftkreislauf (Windkreislauf): Erwärmung -- Höhenhoch -- Luftabfluss in der Höhe zum Meer -- Entstehung eines Bodentiefs -- Einströmen von Luft vom Meer ... |
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Benannt nach Gaspard Gustave de Coriolis <1792 - 1843, französischer Physiker und Ingenieur>.
Wegen der Kugelgestalt der Erde ist die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Punktes auf der Erdoberfläche von seinem Breitengrad abhängig. Am Äquator ist sie ca. 1670 km/h, am Pol 0 km/h (in München ca. 1115 km/h, in Hamburg nur noch 980 km/h). Wenn sich ein Körper von einem niedereren Breitengrad in Richtung auf einen höheren Breitengrad bewegt, behält er (von Reibungsverlusten abgesehen) die Umdrehungsgeschwindigkeit der niedereren Breite bei: auf höheren Breiten wird er also der gegenüber der Erde vorlaufen. Umgekehrt wird bei einem Körper, der sich von einem höheren Breitengrad in Richtung eines niedereren Breitengrades bewegt, die Erde in den niedereren Breiten gegenüber dem Körper vorlaufen. Diesen Ablenkungseffekt nennt man Coriolis-Effekt (auch fälschlich Coriolis-"Kraft" genannt: es ist ja keine ablenkende Kraft). Nur bei Bewegungen genau entlang des Äquators tritt kein Coriolis-Effekt ein.
Auf der Nordhalbkugel bewirkt der Coriolis-Effekt immer eine Rechtsablenkung von der Ausgangsrichtung, auf der Südhalbkugel immer eine Linksablenkung:
Der Hohenheimer Ökologe Heinrich Walter <1898 - 1989> entwickelte mit den Klimadiagrammen eine Methode, um ökologisch wichtige lokale Daten übersichtlich und vergleichbar darzustellen.
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Abb.: Entwurf und Ausführung eines Klimadiagramms von Walter
"Auf der Abszisse [x-Achse] des Diagramms werden die Monate derart eingetragen, dass die warme Jahreszeit in die Mitte zu liegen kommt: also auf der Nordhalbkugel der Juli, auf der Südhalbkugel der Jänner. Auf der Ordinate [y-Achse] ist eine Skala aufgetragen, deren Teilstriche Stufen von je 10°C und zugleich solche von je 20 mm Niederschlag bedeuten. Die Kurven geben die mittleren Monatswerte für die beiden Faktoren wieder. Das Verhältnis der Skala 10°C = 20 mm Regen, d.h. 1:2 wird bei allen Diagrammen eingehalten. Wir setzen damit die Temperaturkurve (t) in Relation zur Niederschlagskurve (N) und benutzen sie an Stelle der nur für wenige Stationen vorhandenen Werte für die potentielle Evaporation. In dem Diagramm zeichnen sich Trocken- und Regenzeit sogleich ab, je nachdem die t-Kurve [Temperaturkurve] über oder unter der N-Kurve [Niederschlagskurve] verläuft. Die schraffierte Fläche entspricht der relativ humiden [feuchten] Jahreszeit, dabei ist ihr oberer Teil schwarz gehalten; dieser Teil ist im Maßstab 1:10 reduziert, wenn der Monatsniederschlag 100 mm übersteigt, damit die Kurven räumlich beschränkt bleiben. Die punktierte Fläche entspricht der relativen Trocken- oder Dürrezeit. Ein vollständiges Klimadiagramm enthält noch weitere Angaben, wie die Höhe der Station über dem Meere, die mittlere Jahrestemperatur, den mittleren Jahresniederschlag, Angaben über Maxima und Minima etc. Diese Werte können auch fehlen." [Vareschi, Volkmar: Vegetationsökologie der Tropen. -- Stuttgart : Ulmer, ©1980. -- (Phytologie). -- ISBN 3-8001-3423-3. -- S. 103. -- ]
1960 bis 1967 veröffentlichte Heinrich Walter zusammen mit Helmut Lieth:
Walter, Heinrich <1898 - 1989> ; Lieth, Helmut: Klimadiagramm-Weltatlas. -- Jena : G. Fischer, 1960 - 1967. -- 3 Teile : Loseblatt : vorwiegend Ill.
Dieser Atlas enthält über 8000 Klimadiagramme von Stationen auf der ganzen Erde.
Abb.: Klimadiagrammkarte Afrikas mit nur 66 Stationen
[Vorlage der Abb.: Walter, Heinrich <1898 - 1989>: Vegetation und Klimazonen : Grundriss der globalen Ökologie. -- 6., verb. Aufl. -- Stuttgart : Ulmer, ©1990. -- (UTB ; 14). -- ISBN 3-8252-0014-0. -- S. 41. -- ]
Der Geograph Wolfgang Weischet <1921 - > kritisiert den Botaniker Walter harsch:
"Und schließlich haben Botaniker die Sache noch handlicher gemacht, indem sie in einem Klimadiagramm-Weltatlas den Jahresgang der Monatsmitteltemperaturen und der Monatssummen der Niederschläge als Kurvenzüge so ineinandergezeichnet haben, dass 10° C dieselbe Ordinatenlänge wie 20 mm Niederschlag haben. Die Zeiten im Jahr, in denen die Temperaturkurve unterhalb der Niederschlagskurve verläuft, werden als humide, die anderen als Trockenzeiten definiert. Geophysikalischer Kritik halten solche Verfahren der Ariditäts- und Humiditätsberechnungen nicht stand. Entsprechend ist die Zurückhaltung seitens der strenger physikalisch orientierten Klimatologen."
[Weischet, Wolfgang <1921 - >: Einführung in die allgemeine Klimatolgie : physikalische und meteorologische Grundlagen. -- 6., überarb. Aufl. -- Stuttgart : Teubner, ©1995. -- (Teubner Studienbücher der Geographie). -- ISBN 3-519-03432-8. -- S. 167]
Abb.: Stark vereinfachte Darstellung der Lage der Tropen und Subtropen. In Wirklichkeit sind die Begrenzungslinien viel komplizierter
Für das Großklima tropischer Gebiete sind unter anderen folgende Faktoren bestimmend:
Bei wolkenloser Atmosphäre ist die Energiemenge, die von der Sonne auf der Erde auftrifft, abhängig vom Winkel der Sonnenstrahlen und von der Tageslänge. Beides ist abhängig von der geographischen Breite. Deshalb erhalten die niederen Breiten um den Äquator und zwischen den Wendekreisen weit mehr Sonnenenergie als die höheren Breiten, über denen die Sonne nie senkrecht steht. Im Tiefdruckgebiet der innertropischen Konvergenzzone, das abhängig vom Sonnenstand wandert, ist allerdings die Bewölkung durch die aufsteigenden warmen Luftmassen so stark, dass sie die Jahresenergiesumme, die bei unbewölktem Himmel eintreffen würde, um 50% [!] vermindert.
Da die äquatorialen Zonen trotzdem sehr hohe Energiemengen erhalten, haben sie eine sehr starke Bodenerwärmung, darum eine sehr starke Lufterwärmung, darum aufsteigende Luft und niederen Luftdruck am Boden, aber hohen Luftdruck in der Höhe. Würde sich die Erde nicht drehen und so kein Coriolis-Effekt vorhanden sein, würde das äquatoriale Bodentief vom polaren Bodenhoch mit Kaltluft gespeist und das polare Höhentief vom äquatorialen Höhenhoch mit Warmluft. An der Erdoberfläche würde die Luft von den Polen zum Äquator, in der Höhe vom Äquator zu den Polen fließen. Am Äquator würde die Luft aufsteigen, an den Polen absteigen. Es gäbe also zwei zirkulierende Luftzellen. Da die Luft auf dem Weg zu den Polen abgekühlt wird und wegen des immer kleineren Durchmessers der Erde nach den Polen zu zusammenströmt und damit verdichtet wird, und da sie durch den Coriolis-Effekt abgelenkt werden, sinkt die äquatoriale Höhenluft nicht erst an den Polen ab, sondern schon in ca. 30° nördlicher und südlicher Breite. Damit bildet die Luft zwischen der Äquatorgegend und ca. 30° N und S zwei zirkulierende Zellen, sog Hadley-Zellen (benannt nach dem Meteorologen George Hadley <1685 - 1768>):
Die Zone der Hadley-Zellen sind die Grundlage für die Passatwinde. Die Passate bewegen sich auf der Erdoberfläche von den Subtropischen Hochdruckgürteln in Richtung auf den innerhalb der Wendekreise wandernden Tiefdrucktrog. Da in diesem die Winde zusammenfließen, konvergieren, heißt diese Zone innertropische Konvergenz (intertropical convergenc zone, ITC). Wegen des Coriolis-Effekts werden die Passate der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt, es sind also Nordost-Winde: Nordostpassat. Aus demselben Grund werden die Passate der Südhalbkugel nach links abgelenkt, sind also Südostwinde: Südostpassat.
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Die Passate bewirken, dass an den Ostküsten der Kontinente bis ca. 25/30° polwärts schmale Küstenstreifen hohe Niederschläge erhalten.
Abb.: Monsunwolken (Aquarell von E. Haeckel)
"Zu dem passatischen Zirkulationssystem [s. oben 3.1.] als grundlegender Komponente der globalen Luftzirkulation tritt als differenzierende Kraft die unterschiedliche Verteilung von Land und Wasser. Bekanntlich vollzieht sich sowohl die Erwärmung als auch die Abkühlung der Landoberfläche etwa zwei- bis dreimal so schnell wie die der Meeresoberfläche. Entsprechend rascher wechseln über Landflächen die Luftdruckverhältnisse. Man spricht von 'Hitze-Tiefs' und 'Kälte-Hochs'. Beide setzen einen Luftaustausch in Gang, der im Sommer von den Ozeanen zu den Kontinenten und im Winter von den Kontinenten zu den Ozeanen gerichtet ist. Auf diesem Prinzip beruht die Entstehung der Monsune, die überall dort, wo in den Tropen größere Land- und Wassermassen aneinandergrenzen, das übergeordnete System der Passate abwandeln oder auch ersetzen."
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Abb.: Prinzip des südasiatischen Monsuns [Satellitenbildmontage: GlobeMaster, ©tewi/Softkey]
"Am eindrucksvollsten ist der saisonale Wechsel der Monsune in Süd- und Südostasien ausgebildet. Im Nordsommer entsteht über Zentralasien ein ausgedehntes Hitzetief, das gewaltige Luftmassen vom indischen Ozean her ansaugt. Deren Ursprung liegt im südlichen Indischen Ozean. Von dort wehen die Winde zunächst als Südost-Passat auf das afrikanische Festland zu, erhalten aber nach Überschreiten des Äquators auf die Nordhalbkugel durch die Corioliskraft einen Rechtsdrall, wehen nun als feuchtigkeitsgesättigter Südwestmonsun über das südliche Asien hinweg und sorgen dort für ergiebige Niederschläge. Im Nordwinter ist es umgekehrt. Nun weht der Wind aus einem kräftigen Kältehoch über Zentralasien in Richtung Indischer Ozean. Dabei erwärmt er sich und sorgt als trockener Nordostmonsun für eine mehrmonatige Trockenphase. Eine Ausnahme hiervon bilden die Ostküsten im süd- und südostasiatischen Raum, wo der Nordostmonsun über Meeresgebiete heranweht und auf seinem Weg Feuchtigkeit aufnehmen kann. Das bekannteste Beispiel ist der Inselstaat Sri Lanka. Während der Südwesten seine Niederschläge wie oben beschrieben hauptsächlich durch den 'sommerlichen' Südwestmonsun erhält, regnet es im Nordwesten der Insel vorwiegend während des 'winterlichen' über den Golf von Bengalen heranwehenden Nordostmonsuns, wenn die meisten anderen Teile Südasiens unter Trockenheit leiden.
Außer in Süd- und Südostasien tritt das Monsunphänomen auch in Westafrika, in Nordaustralien und im Nordwesten Südamerikas auf."
[Scholz, Ulrich <1941 - >: Die feuchten Tropen. -- Braunschweig : Westermann, ©1998. -- 173 S. : Ill. -- (Das geographische Seminar). -- ISBN 3141603189. -- S. 17f.]
Abb.: Wirkungen des Reliefs von Indien auf den Sommermonsun (schematischer Querschnitt von Indien von Südwest nach Nordost): der Aufstieg an den Flanken der Westghats und des Himalaja führt zu den stärksten Abregnungen
Den indischen Monsun bringt der Geograph Peter Haggett als Beispiel für ein "Unberechenbares Phänomen in den Tropen":
"Abbildung (a) zeigt eine übliche Niederschlagskarte des indischen Subkontinents. Sie zeigt den mittleren Niederschlag, der in jedem Jahr zu erwarten ist, und unterscheidet zwischen sehr feuchten Gebieten (Südwestindien, der östliche Himalaja und Assam, die Küstengebiete Burmas) und sehr trockenen Gebieten wie der Wüste Thar [im Nordwesten]. Wie alle Karten, die auf Mittelwerten beruhen, sollte sie mit Vorbehalt betrachtet werden, da wir wissen, wie viel Variabilität durch die Mittelwerte verborgen bleibt.
Abb. (b): Januar Niederschlag
Abb. (c): Juli-Niederschlag
Wie problematisch die Bildung von Mittelwerten ist, wird anhand der beiden Karten für die Monate Januar und Juli deutlich (Abb. (b), (c)). Die Januarkarte zeigt die Niederschlagssituation während der Periode des Wintermonsuns, wenn in Indien trockene, kühlere Luft vorherrscht, die von der kalten Hochdruckzelle über Zentralasien herkommt. ... Die Junikarte zeigt die entgegengesetzte Periode zur Zeit des Sommermonsuns mit feuchter, warmer, tropischer Luft, die als Reaktion auf die sich über Zentralasien entwickelnde Tiefdruckzelle aus südwestlicher Windrichtung vom Indischen Ozean kommt.
Diese regelmäßige jahreszeitliche Umkehrung der Windrichtungen und Niederschlagsmuster prägt das indische Agrarsystem. Die regenreiche Sommersaison von Juni bis September bringt 90 Prozent der jährlichen Niederschläge. Besonders abhängig von geordneten Bewässerungsverhältnissen ist der Reisanbau. Das Ende der Trockenzeit und das plötzliche Einsetzen des Sommermonsuns wird mit Sorge erwartet.
Abb. (d): Typische Daten für den Monsunbeginn
Abbildung (d) zeigt die durchschnittlichen Daten für den Beginn des Monsunregens. In Ceylon [Sri Lanka] beginnt die Regenzeit etwa zwei Monate früher als in Nordwestindien. Die Unregelmäßigkeit, die der Monsun mit sich bringt, bezieht sich einerseits auf seinen zeitlichen Ablauf und andererseits auf seinen Charakter. Verspätet er sich, werden die Pflanzbedingungen beeinträchtigt, die Wasserversorgung gefährdet, und -- wenn nur wenig Niederschläge folgen -- kann es zu schweren Hungersnöten und millionenfachen Todesfällen kommen. Andererseits können außergewöhnlich schwere Regenfälle zu Überflutungen führen, die die Aussaaten wieder aus dem Boden waschen, Erdrutsche verursachen usw.
Abb. (e): Juli Niederschläge in Anuradhapura [s. Karte unten 9.2.] in der trockenen Zone Sri Lankas in den Jahren 1906 bis 1945. [Abgeändert nach der Vorlage bei Haggett]
Die große klimatische Variabilität der durch den Monsun geprägten Lebensräume Asiens wird in Abbildung (e) veranschaulicht. Sie zeigt die Juliniederschläge von 40 Jahren für Anuradhapura, das in der trockenen Region Sri Lankas liegt. Man beachte, wie irreführend der Mittelwert der Juliniederschläge von 3 cm ist. 15 Jahre lang gab es in diesem Monat überhaupt keine Niederschläge, aber dann fielen in einem Jahr nahezu 20 cm. ...
[An diesem Beispiel] wird deutlich, wie verwirrend periodische Naturveränderungen sein können. ... die Ursachen der Veränderungen [sind] komplex und die Ereignisse kaum vorhersehbar. Die Reaktionen des Menschen und die Konsequenzen, die sich für ihn ergeben, sind jedoch klar. Die Nahrungsproduktion ist im wesentlichen von drei Faktoren abhängig -- dem Anbaugebiet, dem landwirtschaftlichen Standard (bezüglich Selektion, Düngung und Pflege) und dem Wetter während der Pflanz-, Wachstums-, und Erntezeit. Klimaschwankungen, wie wir sie besprochen haben, können ein landwirtschaftliches Nutzökosystem völlig durcheinanderbringen."
[Haggett, Peter: Geographie : eine moderne Synthese. -- 2., unveränderte Aufl. -- Stuttgart : Ulmer, 1991. -- 768 S. : Ill. -- (UTB : Große Reihe). -- ISBN 3825280012. -- S. 164 - 167. -- . -- ]
Abb.: Legende zu den folgenden Abbildungen
Abb. (a): Niederschlag im Monatsdurchschnitt
Kalte Meeresströmungen entlang von Küsten haben als Folge, dass vom Ozean heranwehende Luftmassen über den kalten Meeresströmungen abkühlen und deswegen abregnen. So treffen diese Luftmassen als trockene Winde auf das Land und bewirken Trockengebiete bzw. Wüsten. Eindrücklich zeigt sich dieses Phänomen an:
Abb.: Benguelastrom und Namibwüste |
Abb.: Humboldtstrom und Atacamawüste |
Stürme wie die tropischen Wirbelstürme (je nach Region Hurrikan, Zyklon, Taifun genannt) können nur über tropischen Meeren entstehen, die genügend Energie und Wasserdampf liefern. Außerdem brauchen sie für ihren Wirbel die Corioliskraft, die erst ab ca. den 5. Breitengraden wirksam wird. Sie kommen deshalb nur in den wechselfeuchten äußeren Tropen vor (nicht in den äquatornahen Tropen), wie z.B.:
Über Land regnen diese Wirbelstürme ab und brechen schnell zusammen. Sie richten aber katastrophale Zerstörungen an.
Für die Bewohner einer Gegend und besonders für die Landwirte sind beim Klima besonders die schlechtesten zu erwarteten Klimaverhältnisse entscheidend. So haben die regelmäßigen Dürrejahre in Australiens Outback schon viele Schaf- und Rinderhalter zum Ruin gebracht. Auch für Entwicklungsprojekte ist es darum wichtig, dass sie langfristig getestet werden, um zu sehen, ob ihr Erfolg nicht durch erwartbare Klimaschwankungen zunichte gemacht wird. Für Kleinbauern, die keine großen Reserven anlegen können, können durch Klimaschwankungen bedingte schlechte Jahre buchstäblich tödlich werden; dies ist ein weiterer Grund für die oft beklagte geringe Risikobereitschaft von Kleinbauern.
Eine in den letzten Jahren in die Schlagzeilen geratene Ursache für globale Klimaschwankungen ist El Niño:
"Schwankungen der Oberflächentemperaturen im tropischen Pazifik wirken sich offenbar rund um den Erdball auf das Wetter aus. Zu den bekanntesten Beispielen gehört El Niño (das Christkind), eine warme Meeresströmung, die in unregelmäßigen Abständen um die Weihnachtszeit (daher der Name) den nährstoffreichen Humboldtstrom vor der Westküste Südamerikas [s. oben 3.3.] verdrängt. Das etwa 28ºC warme, nährstoffarme Wasser schiebt sich über den rund 20°C kühlen Strom. Dadurch gehen die Fischereierträge plötzlich auf Null zurück, es kommt zum Massensterben der Seevögel in den betroffenen Gebieten, über dem warmen Wasser wird die Schichtung der Atmosphäre labiler, sintflutartige Regenfälle gehen nieder, verbunden mit schwerem Hochwasser. So gab es 1982/83, in einem besonders schlimmen El-Niño-Jahr, auf der Galápagosinsel Santa Cruz, die sonst 460 mm Jahresniederschlag verzeichnet, mindestens 3225 mm. Das El-Niño-Phänomen tritt alle 2 - 7 Jahre auf und kann 3 - 4 Jahre andauern. Ursache ist eine Veränderung des großräumigen Luftdruckfeldes über dem Pazifik, die sich in einer Art Kettenreaktion auf die atmosphärische Zirkulation, von dort weiter auf die Meeresströmungen und die Wassertemperaturen in den obersten Schichten des Ozeans auswirkt. Die Folgen sind nicht nur in Peru und Ecuador, sondern auch in Mittelamerika und Australien zu spüren, wo in diesen Jahren weniger Niederschlag fällt. Möglicherweise wirkt sich El Niño bis in die mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel nach Nordamerika und Nordwesteuropa aus, indem er ungewöhnlich strenge Winter bzw. überdurchschnittlich hohe Niederschläge im Winterhalbjahr hervorruft.
Abb.: Übersichtskarte des Südpazifik [GlobeMaster, ©tewi/Softkey]
Der Anstieg der Wassertemperaturen vor der Westküste Südamerikas um fast 10°C ist ein Alarmsignal, das auch in anderen Regionen der Erde ungewöhnliches Wetter erwarten lässt. Schon jetzt werden auf der Grundlage der SSTs [Sea Surface Temperature = Oberflächentemperaturen der Weltmeere] von Peru bis Südafrika langfristige Prognosen erstellt und den Bauern wird empfohlen, welche Feldfrüchte sie am besten in den Regenzeiten anbauen." [Vgl. CPC El Niño/Southern Oscillation Main Page / National Oceanic and Atmospheric Administratiuon (USA). -- URL: http://www.nnic.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/altindex.html. -- Zugriff am 2001-01-29]
[Wetter & Klima erkennen und verstehen / William J. Burroughs ... -- Stuttgart [u.a.] : Das Beste, ©1998. -- 286 S. : Ill. -- Einheitssachtitel: Weather. -- ISBN 3-87070-745-3. -- S. 102f.]
Die Tropen haben ein ausgesprochenes Tageszeitenklima. Im Folgenden wird dies an der tageszeitlichen Verteilung und Intensität der Niederschläge in den feuchten Tropen illustriert:
"Bei den Niederschlägen in den feuchten Tropen handelt es sich in der Regel um kurze, dafür aber sehr ergiebige, wolkenbruchartige Schauer. Meistens treten diese am frühen Nachmittag im Gefolge des mittäglichen Sonnenhöchststandes auf. Es gibt aber auch Beispiele, vor allem Küstenorte, die dieser Regel nicht folgen und ihr Tagesmaximum nachts und in den frühen Morgenstunden erreichen. Bei wieder anderen Stationen, wie z.B. Singapur ändert sich der Tagesablauf mit den Jahreszeiten. ... Besonders charakteristisch ist die hohe Intensität der Niederschläge. Etwa 60% der Niederschläge fallen als kurze aber kräftige Schauer von höchstens einer Stunde Dauer. Im Schnitt beträgt die Regenmenge pro Niederschlagsereignis etwa 20 mm. Schon bei 25 mm/Stunde ist auf ungeschützten Böden mit verstärkter Erosion zu rechnen. Es sollen aber auch schon Wolkenbrüche mit bis zu 150 mm/Stunde vorgekommen sein, ebenso wie Tagessummen von 500 mm, was der Jahressumme vieler Stationen in den gemäßigten Breiten entspricht. Der Autor hat an der Westküste Sumatras bis zu 350 mm/Tag erlebt.
Aus der hohen Niederschlagssumme ergeben sich mehrere wichtige Konsequenzen:
- Auf die große Erosionsleistung der kräftigen Schauer wurde schon hingewiesen. Sie sind natürlich dann besonders wirksam, wenn eine schützende Vegetationsdecke fehlt, wie z.B. unmittelbar nach einer Brandrodung im Regenwald.
- Die hohen Jahressummen der Niederschläge täuschen eine überreichliche Wasserverfügbarkeit für die Landwirtschaft vor, die aber in Wirklichkeit nicht existiert, da ein Großteil des Regenwassers ungenutzt an der Oberfläche abfließt.
- Insbesondere in den durch dichte Bebauung und Asphaltstraßen weitgehend versiegelten Großstädten kommt es nach wolkenbruchartigen Regenfällen immer wieder zu Überschwemmungen, da die Kanalisation, soweit vorhanden, mit den plötzlich anfallenden Wassermassen nicht fertig wird.
- Eine für den Tourismus sicherlich positive Konsequenz ist, dass es selbst in den dauerfeuchten Tropen trotz sehr hoher Niederschläge und ganzjähriger Humidität keineswegs ständig regnet. So ist z.B. in Padang an der Westküste Sumatras die Zahl der Sonnentage pro Jahr fast ebenso groß wie die Zahl der Regentage, obwohl im Jahresmittel immerhin fast 4500 mm und in keinem Monat weniger als 230 mm Niederschlag fallen. Selbst an Regentagen scheint normalerweise zumindest für einige Stunden die Sonne."
Abb.: Lage von Padang [GlobeMaster, ©tewi/Softkey]
[Scholz, Ulrich <1941 - >: Die feuchten Tropen. -- Braunschweig : Westermann, ©1998. -- 173 S. : Ill. -- (Das geographische Seminar). -- ISBN 3141603189. -- S. 25 - 27.]
Klimaklassifikationen definieren Klimatypen für die vielschichtigen Verflechtungen der Klimaelemente und Klimafaktoren und deren Wirkungen auf die Oberfläche der Erde. Diese Klimatypen werden als
kartographisch wiedergegeben.
Es gibt eine Vielzahl von Klimaklassifikationen, die meist von bestimmten fachspezifischen (z.B. vegetationskundlichen) Zwecken geleitet sind.
Es lassen sich zwei Gruppen von Klimaklassifikationen unterscheiden:
In der Köppen-Klassifikation wird jeder Klimatyp mit bis zu drei Buchstaben charakterisiert:
Hauptklimatypen nach Köppen:
| bei einer jährliche Regenhöhe von | fallen im regenärmsten Monat höchstens |
|---|---|
| 100 cm | 6 cm |
| 150 cm | 4 cm |
| 200 cm | 2 cm |
| 250 cm | 0 cm |
Zur Köppen-Klimaklassifikation siehe auch: Mühr, Bernhard: Klimadiagramme, Klimaklassifikation nach Koeppen. -- URL: http://www-imk.physik.uni-karlsruhe.de/~muehr/Climate/koeppen.html. -- Zugriff am 2001-01-29
Monsunküsten sind Westküsten, da der Sommermonsun von Südwest nach Nordost bläst.
Der Monsun bringt maritime tropische (mT) Luftmassen, die an Hügel- und Bergketten
abregnen.
Hauptregionen des Monsunklimas:
An den Randzonen der trockenen (ariden) Klimate ist ein Gürtel semiarider Steppen, z.B. Sahel, Kalahari
Siehe: Lauer, Wilhelm <1923 - >: Klimatologie. -- 2., überarb. Aufl. -- Braunschweig : Westermann, 1995. -- (Das geographische Seminar). -- ISBN 3-14-160284-0. -- S. 201 - 206 + Beilagen. --
| Klimazonen | Klimatypen | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dauer der thermischen Vegetationszeit in Monaten | Dauer der hygrischen Vegetationszeit in Monaten | ||||||
| 0 Monate: perarid | 1-2 Monate: arid | 3-4 Monate: semiarid | 5-6 Monate: subhumid | 7-9 Monate: humid | 10 -12 Monate: perhumid | ||
| A = Tropen: jährliche Tageslängenschwankung unter 3 Stunden | weniger als 12 Monate: Kalttropen |
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| 12 Monate: Warmtropen |
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| B = Subtropen: jährliche Tageslängenschwankung unter 7 Stunden | weniger als 4 Monate: mikrotherm | -0- |
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| 5-6 Monate: mesotherm | |||||||
| 7-9 Monate: makrotherm | |||||||
| 10-12 Monate: megatherm | |||||||
| C = Mittelbreiten: jährliche Tageslängenschwankung unter 24 Stunden | 7 - 12 Monate: makrotherm | -0- |
|||||
| 5-6 Monate: mesotherm | -0- |
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| 3-4 Monate: mikrotherm | -0- |
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| 0-2 Monate: oligotherm | -0- |
-0- |
-0- |
-0- |
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| D = Polarregionen: jährliche Tageslängenschwankung 24 Stunden | 3-4 Monate: mikrotherm | -0- |
-0- |
-0- |
-0- |
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| 0-2 Monate: oligotherm | -0- |
-0- |
-0- |
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| 0 Monate: polares Eisklima | |||||||
-0- = diese Kombination kommt nicht vor
Weltklimakarte nach dieser Klassifikation auch in: Diercke Weltatlas. -- 4. Aufl. -- Braunschweig : Westermann, 1996 (©1988). -- ISBN 3-14-100600-8. -- S. 220f. --
Bei allen globalen Betrachtungen darf man die uns allen selbstverständliche Tatsache nicht vergessen, dass die lokalen Witterungsverhältnisse das Entscheidende sind. Diese sind von vielen Kleinfaktoren abhängig, die sich alle im bodennahen Bereich bzw. im Boden selbst (!) auswirken. Da meteorologische Daten normgemäß 2 Meter über dem Erdboden erhoben werden, sind diese in meteorologischen Karten, Tabellen usw. angegebenen Werte nur ein ungefährer Anhaltspunkt für die Wetterverhältnisse, die für den Menschen, Pflanzen, Tiere, Mikrolebewesen und insbesondere die Landwirtschaft entscheidend sind (jede Pflanze hat infolge ihrer Standortsgebundenheit eine sehr kleine Welt und die globalen Klimaverhältnisse sind ihr ziemlich egal).
Klima ist entscheidend für den Wasserhaushalt eines Gebietes. Deshalb sollen hier die Themen Wasser, Bewässerung, Entwässerung behandelt werden, obwohl sie ebenso wie vom Klima auch vom Boden (Kapitel 3) abhängig sind.
"In most regions of the world, insufficient water is the prime limitation to agricultural productivity. In semiarid and arid regions intensive crop production is all but impossible without supplementing the meager rainfall provided by nature. However, if given supplemental water through irrigation, the sunny skies and fertile soils of some arid regions stimulate extremely high crop yields. It is no wonder then, that many of the earliest civilizations and city-states depended on irrigated agriculture (and vice versa)." Brady ; Weil 1999, S. 254
Weltweit stehen ca. 16% (250 Mio. ha) des gesamten Agrarlandes unter Bewässerung, diese 16% bewässertes Land bringen aber ca. 40% der gesamten Agrarproduktion der Welt hervor! Bewässerungslandwirtschaft ist der größte Wasserverbraucher: ca 80% des Wasserverbrauchs weltweit geht auf das Konto der landwirtschaftlichen Bewässerung.
Traditionelle Gebiete von Bewässerungskulturen liegen vor allem in Asien; in Afrika sind sie traditionellerweise außer in Ägypten weniger verbreitet, ebenso wenig in Lateinamerika.
Abb.: Schöpfhebel am mittleren Nil, um 1900
Moderne Bewässerungsmethoden lassen sich in drei Gruppen einteilen:
Eine sehr anschauliche Darstellung der Tropfbewässerung, vielleicht der Bewässerung mit der größten Zukunft, ist:
Kourik, Robert: Drip irrigation for every landscape and all climates. -- Santa Rosa, CA : Metamorphic Press, ©1992. -- 103 S. : Ill. -- ISBN 0961584823.
Wichtige Eigenschaften der drei Methoden sind in folgender Tabelle zusammengestellt:
| Oberflächen- Bewässerung |
künstliche Beregnung | Mikro- Bewässerung |
|
|---|---|---|---|
| Installationskosten in US$ (1996) | 400 - 700 | 600 - 1200 | 700 - 1500 |
| Arbeitsaufwand | hoch bis niedrig (je nach System) | mittel bis niedrig | niedrig |
| Wassereffizienz | 40 bis 50% | 60 bis 70% | 80 bis 90% |
| geeignete Böden | Fast ebenes Land, nicht zu sandig oder steinig | Ebenes bis mittel ansteigendes Land, nicht zu lehmig | Steiles bis flaches Land, jede Bodenstruktur, einschließlich steinige oder kiesige Böden |
[Vorlage der Tabelle: Brady ; Weil 1999, S. 257; dort Quellenhinweise]
"In recent years lively discussions about irrigation have taken place. The general consensus seems to be that the overall scope for irrigation is limited in Africa and that heavy investments are premature there. However, in view of widespread food deficits, some of which caused by droughts, irrigation development should certainly not be ignored. For the time being it seems wise to restrict the development to 'pilot projects' in which various formulas for development can be tested under local conditions. Such projects now [1990] exist in Kenya and some West African countries. So far, success has been limited. In Asia the situation is more complicated than in Africa. Policy makers and lending agencies are so used to giving high priority to irrigation, particularly investment in physical infrastructure, that they find it difficult to change course. Nevertheless, more and more attention is now being given to rain-fed agriculture, although many say that there is no suitable technology for upland agriculture in Asia, and that it is wiser to stick investments in irrigated agriculture. For example, FAO (1980) ... believe that irrigation in Asia should still be expanded considerably. But it should be realized that present irrigation schemes are generally badly used and only about 50% of all water deployed is being used efficiently.
Many believe that the emphasis in irrigation development should shift from the construction of physical infrastructure such as dams, canals and sluices, to on-farm development, because most irrigation schemes are grossly under-utilized, and relatively low investments give high returns, particularly the construction of 'tertiary canals' which distribute water to individual farmer's fields. Most of the costs in the improvement of water management, particularly labour inputs can be borne by farmers themselves, once they are better organized than they are now, since the construction of tertiary canals is an activity that calls for a communal approach. Organizing farmers through formation of 'water-users associations' is now a generally accepted concept. [Vgl. unten zu den balinesischen subak's]
An important role of 'water-users' associations' is the above mentioned: construction of on-farm canals. However, after that their task only really starts. Namely, organizing the distribution of water between fields and farmers according to need and availability. ...
A frequently discussed, rather controversial subject, concerns who should pay for the irrigation water: the (individual) farmer or the government? There are several important issues in this discussion.
- First, traditional customs and practices play important roles, particularly in Moslem countries since there are detailed Moslem laws governing water rights. Traditional values are virtually always based on traditional, often outdated, irrigation practices and therefore, often, irrelevant to modern irrigation projects.
- Second, the prices the government pays for the farmers' output determines how much farmers can pay for irrigation water. In many countries the grain price is very low and farmers simply cannot afford to pay much, if at all, for inputs such as irrigation water.
- Third, it seems reasonable to ask farmer who pay only for the water they actually receive. This however, calls for water measuring devices, seldom available.
The above demonstrates that the water payment issue is by no means simple." [ Beets, Willem Cornelis: Raising and sustaining productivity of smallholder farming systems in the tropics : a handbook of sustainable agricultural development. -- Alkmaar : AgBé, ©1990. -- 738 S. : Ill. -- ISBN 974-85676-1-3. -- S.536f.]
Drainage dient u.a.
Brady ; Weil 1999, S. 242f. stellen folgende Vorteile und Nachteile künstlicher Entwässerung gegenüber:
Vorteile:
Nachteile:
Im Prinzip gibt es zweierlei künstliche Entwässerungssysteme:
Einzelheiten dazu siehe bei Brady ; Weil 1999, S. 243 - 247
Abb.: Lage von Bali [GlobeMaster, ©tewi/Softkey]
| "The farmers of Bali organize their sawah [Nassreisfeld] irrigation through subaks
[religiöse Bewässerungsgenossenschaften], which are autonomous and socio-religious
cooperative user groups based on microwatershed rather than village divisions, and
organized through a system of water temples linked ultimately to the temple of Ulan Danau
Batur. Such organization dates back to at least the 9th century. The state of the whole
ricefield ecosystem is controlled by the local subak organization, chaired by the klian
subak, himself beneath broader watershed authority, which institutes fallow periods
or determines planting times. The Balinese subak are unique, having no exact parallel in
Java now or in ancient times, although the Dharma Tirta in East Java and the Mitra Cai in
West Java have similiarities. The subak are remarkable not least for their irrigation
tunnels which have been dug through hillsides for up to a kilometre.
Abb.: Subak-Tempel auf Bali (Fotografie von Gregor Kraus, ©1920) Detailed analysis of the subaks has demonstrated that they encompass extremely sound resource management, resulting in one of the most stable and efficient farming systems in the world. The government started its involvement in 'improving' the subak system in 1925 when a number of weirs were built in the Ayung watershed, and since then subaks have been of two types:
The basic difference is that in the first system the government has taken responsibility for the primary and secondary delivery of water. While this relief from burdensome responsibility at first glance seems a boon, it generates apathy towards, and lack of involvement in, the system as a whole. In 1979 the Asian Development Bank [Webpräsenz: http://www.adb.org/. -- Zugriff am 2001-01-29] launched the Bali Irrigation Project (BIP) to improve the island's irrigation system by widespread intervention in about 10% of the subaks. It was accepted that as a result of the $40 million of weirs and other infrastructure, and of greater centralized control over irrigation and planting regimes, the subak would lose some of their autonomy and traditions. At the time that BIP was being executed, Green Revolution rice varieties were being adopted (with great reluctance in some areas), continuous cropping was being encouraged, the traditional rice calendars was being abandoned, coordination of cropping cycles erodes, and there was an upsurge of water shortages and pest problems. There were calls from the farmers to reinstate the authority of the subak, but the Bank's consultants were deaf to the arguments and recommended more conventional responses. What finally convinced the decision makers of a fundamental flaw in the project was a computer simulation model made in 1988 that showed the vital and dynamic role of the water temples. Unfortunately, by then, it was too late to stop the spending of the Bank's loan fund, to undo the damage, and to repay the farmers' costs resulting from the flat-footed and tunnel-visiones bureaucratic process, but the official Project performance Audit did at least admit that the project's high technology and bureaucratic 'solutions' had been the major factors behind the decreasing yields of 1982 - 85, that the costs had been high, and that the irrigated rice terraces of Bali formed a complex artificial ecosystem which had been recognized locally for centuries. As a result the temples have regained informal control of cropping patterns over most of Bali." [Whitten, Tony ; Soeriaatmadja, Roehayat Emon ; Afiff, Suraya A.: The ecology of Java and Bali. -- Singapore : Periplus, ©1996. -- ISBN 962-593-072-8. -- S. 567f. -- ] |
Eine sehr anschauliche graphische Darstellung des Subaksystems findet man in:
Bali. -- Köln : DuMont, ©1996. -- (DuMont visuell). -- ISBN 3-7701-3787-6. -- S. 24 f. -- ]
Abb.: Sri Lanka [GlobeMaster, ©tewi/Softkey]
"Nicht ein Tropfen Wasser soll ins Meer fließen, der nicht zuvor den Menschen zugute gekommen ist" König Parakramabahu I. von Ceylon (12. Jhdt. n. Chr.) |
Abb.: Blick auf den Stausee Parakrama Samudra ("Parakramas
Ozean") bei Polonnaruwa.
Dieser Wewa wurde von König Parakramabahu I. im 12. Jhdt. nach Christus angelegt. Er hat
eine Oberfläche von 18 km².
"Das Erbe der alten Herrscher sind Tausende von Stauseen -- Wasserbehälter, die in den Tälern und an den Vorgebirgen stehen. Der Lehmboden in der Trockenzone lässt zwar das Wasser nach den Monsunregen nicht sofort versickern, jedoch trocknen die Seen unter der prallen Sonne und den warmen Winden rasch aus. Der Grundwasserspiegel kann in diesen Gebieten bis auf 30 m absinken. Parakramabahu I. und seinesgleichen ließen daher Stauseen (englisch 'tanks') anlegen. Man nannte sie wewa, Wasservorräte für die Landwirtschaft, die unabhängig vom jeweiligen Wetter zur Verfügung standen. Die Alten leisteten wahrlich gründliche Arbeit. Als 1904 eine Zählung durchgeführt wurde, kam man auf 11200 wewa-Speicherseen allein im Gebiet um Anuradhapura und in der Nordprovinz. Die Reservoirs haben den Umfang eines Fußballfelds, manche sind mehrere Quadratkilometer groß. Auch heute noch würde ihr Bau erhebliche technische Fähigkeiten voraussetzen. Von jedem einzelnen wewa aus bauten die antiken Ingenieure ein ganzes Netz von Bewässerungskanälen. ...
Die wewa dienen auch heute noch als Nahrungsquelle. In den meisten werden Gurami und Tillapia, gute Speisefische, gezüchtet. ...
Wichtiger ist jedoch ihr Beitrag zur Bewässerung der Felder."
[Sri Lanka / nach einem Manuskript von Herbert Keunemann ... -- München : Nelles, ©1982. -- ISBN 3-88618-986-4. -- S.27f.]
Ähnliche Systeme gibt bzw. gab es auch in Südindien und Vietnam.
Abb.: Kambodscha mit Angkor [GlobeMaster, ©tewi/Softkey]
"[König] Jayavarman II. [802 - 850 n. Chr.] ... kam auf den genialen Einfall, inmitten der Ebene von Angkor seine Hauptstadt zu gründen. ... Aber vielleicht brachte Jayavarman II. aus Indonesien [Java] auch die Kenntnis, wie man Reisfelder künstlich bewässert. Ohne diese Kenntnis ließe sich unmöglich erklären, warum er seine Hauptstadt ausgerechnet in die Ebene von Angkor verlegte, denn eine solche Entscheidung war nur sinnvoll, wenn er von vornherein wusste, auf welchen Grundlagen sich die Macht des Khmer-Reiches aufbauen ließ. Die nördlich des Großen Sees gelegene Ebene besteht aus Schwemmland, das sich fast unmerklich von Nordnordost nach Südsüdwest neigt. Durchzogen wird die gewaltige Fläche von drei das ganze Jahr über wasserführenden Flüssen, die im Bergland von Kulén entspringen und in den Großen See münden. Außerdem lag der Ort, an dem die neue Hauptstadt entstehen sollte, genau im Mittelpunkt des Reiches; durch den Tonlé Sap und den Mekong bestand ein direkter Zugang zum Meer. Das fast tischebene Land war von fruchtbarem Boden bedeckt, der durch eine wohldurchdachte Bewässerung reichen Erntesegen bringen konnte. ...
... war zur Fu-nan-Zeit [225 - 539 n. Chr.] und auch in dem darauffolgenden halben Jahrtausend, in dem sich allmählich die vor-angkorianische Khmer-Kultur herausbildete, die Landwirtschaft ganz und gar dem Rhythmus des Monsuns unterworfen: vier- bis fünfmonatige Regenzeit, sieben- bis achtmonatige Trockenzeit. Die große Leistung der Herrscher von Angkor bestand darin, diesen naturgegebenen Zyklus durchbrochen zu haben. Sie hatten begriffen, dass die Landwirtschaft nur dann blühen und das Reich mächtig werden konnte, wenn es gelang, die Reisernte zu verdoppeln oder gar zu verdreifachen. Dazu war es nötig, in der Regenzeit Wasser zu speichern, um in der Trockenzeit die Felder damit bewässern zu können. Ganz neu war das freilich nicht: sicher unternahm man schon seit dem Beginn des indischen Einflusses [ab 550 n. Chr.] Versuche in dieser Richtung, ist doch das durch Dämme eingefasste und mit gespeichertem Regenwasser bewässerte Reisfeld von den Indern eingeführt worden.
Aber vom üblichen Reisfeld, das eine einzige Ernte pro Jahr liefert, zu dem ehrgeizigen Vorhaben, zwei oder gar drei Ernten jährlich zu erzielen, war ein entscheidender Schritt: Man musste gewillt sein, die ohnmächtige Bindung des Menschen an den Rhythmus der Natur zu zerbrechen.
Diesen Schritt taten die Herrscher von Angkor durch die Schaffung riesiger Wasserspeicher oder künstlicher Seen, die auf kambodschanisch 'Baray' heißen. Damit bezweckte man vor allem, den Reichtum des Himmels besser zu verteilen, der in der Regenzeit im Übermaß auf die Erde fiel, aber während der Trockenzeit bitter vermisst wurde.
Abb.: West-Baray, Angkor [©EFEO]
Gewiss hätte man diese Reservoirs ebenso anlegen können wie die Wasserspeicher der indischen Tempel, deren Wasser für rituelle Waschungen und für die Versorgung der Bevölkerung mit Trinkwasser bestimmt war. Aber wenn man in Angkor solche in den Boden eingetiefte Wasserspeicher geschaffen hätte, wären für die Bewässerung der Felder Schöpfmechanismen notwendig gewesen, um das Wasser zu heben. Andere Kulturen haben für diesen Zweck archimedische Schrauben, Schöpfräder und verschiedene Pumpsysteme erfunden. Alle diese technischen Hilfsmittel haben den Nachteil, dass für ihren Betrieb viel -- menschliche oder tierische -- Kraft angewandt werden muss. Die Khmer kamen auf den genialen Einfall, ihr Wasser nicht in eingetieften Becken zu speichern, sondern mit Hilfe von hohen Dämmen, so dass der Wasservorrat höher lag als das umliegende Land, das zu bewässern war. Gefüllt wurden die Reservoirs während der Regenzeit, in erster Linie durch die reichlichen Niederschläge: in der Monsunzeit fällt bis zu 1600 Millimeter Regen. Außerdem leitete man von den Flüssen Wasser in die Barays. Auch die hierzu notwendigen Kanäle wurden nicht in den Boden gegraben, sondern durch Dämme geschaffen, so dass die Einmündung in den Baray zwei bis drei Meter höher lag als der Flussspiegel. Die Methode bestand darin, die Neigung der angkoranischen Ebene so zu korrigieren, dass das Wasser der Flüsse durch ein minimales Gefälle -- sanfter als das des Erdbodens -- auf natürliche Weise abfloss. Dadurch war es möglich, fast das ganze Jahr über riesige Reservoirs zu füllen. Regen- und Flusswasser, mit Hilfe dieser Verfahren gespeichert, lieferten den Khmer so große Vorräte, dass sie während der acht Monate währenden Trockenzeit keinen Mangel litten.
Legende:
A = Horizontallinie
B = überhöhter Kanal mit Minimalgefälle
C = Spiegel des Baray
D = Ebene von Angkor, natürliches FlussgefälleAbb.: Längsschnitt und Querschnitt durch einen hochgelagerten Kanal zu einem Baray [Vorlage der Abb.: Stierlin, S. 47]
Um das gespeicherte Wasser einzusetzen, bedurfte es keiner Pumpmechanismen; es genügte, die Schleusen zu öffnen. Durch ein weitverzweigtes System von Gräben und Rinnen floss dann das Wasser auf Grund der Schwerkraft dorthin, wo man es brauchte, bis hin zu den entlegensten Reisfeldern.
Die Khmer hatten erkannt, dass das Wasser zwar stets dort fließt, wo das Gelände am steilsten abfällt, dass man es jedoch abfangen und von der Falllinie nach rechts und links ableiten kann; auf diese Weise lässt sich Wasser weit transportieren, falls die Gräben ein Minimum an Gefälle aufweisen. Dergestalt ist es möglich, beispielsweise an Hängen das Wasser fast waagrecht zu führen, falls es in einem Winkel von nicht mehr als 75 bis 80 Grad von seinem natürlichen Lauf abgeleitet wird.
Auf diesen Grundlagen und Erkenntnissen beruhte das gesamte Bewässerungssystem, das dem Khmer-Reich im Herzen Indochinas eine einzigartige Macht verlieh. Mit Hilfe dieses Systems erlebte der Ackerbau einen ungeahnten Aufschwung, wurde Angkor vom 9. bis 13. Jahrhundert zu einer wahren 'Reisfabrik'."
[Stierlin, Henri: Angkor. -- Fribourg : Office du Livre, ©1970. -- 192 S. : Ill. -- (Architektur der Welt). -- S. 45 - 47. -- {Das beste deutschsprachige Buch über Angkor!}]
Abb.: Schematischer Längsschnitt durch ein Kanat
Abb.: Schematischer Grundriss eines Kanats
[Vorlage der beiden Abb.: Garbrecht, Günther <1925 - >: Wasser : Vorrat, Bedarf und Nutzung in Geschichte und Gegenwart. -- Reinbeck : Rowohlt, ©1985. -- (Kulturgeschichte der Naturwissenschaften und der Technik / Deutsches Museum) (rororo ; 7724). -- ISBN 3-499-17724-2. -- S. 45]
"In den höher gelegenen, ariden (trockenen) und halbariden Gebieten des Nahen und Mittleren Ostens [sowie Zentralasiens] standen größere Flüsse ... zur Deckung des Bedarfs an Trink-, Brauch und Bewässerungswasser nicht zur Verfügung. Eine über das ganze Jahr gesicherte Wasserversorgung war nur aus dem Grundwasserpotential heraus möglich. Um den mühsamen und in der Leistung begrenzten Prozess der vertikalen Wasserförderung aus Brunnen zu umgehen, ist hier um1000 v. Chr. eine Methode entwickelt worden, die das Grundwasser im freien Gefälle mittels leicht geneigter Wassersammelgalerien verfügbar macht. Diese Wassertunnel werden auf arabisch Kanat, Quanat oder Ghanat bzw. Käris, Keriz oder Karez auf persisch genannt [in Nordafrika Foggara]
Kanate bestehen grundsätzlich aus einem Wassersammelstollen, unter Umständen mit Nebensträngen, der von einer wasserführenden Schicht im Untergrund ausgeht und im leichten Gefälle zum Ort des Bedarfs führt. Für den Bau, und später für die Unterhaltung, werden vertikale Schächte abgeteuft, deren Abstände bei geringer Überdeckung 20 m betragen, bei größerer Tiefe jedoch Werte bis zu 200 m erreichen.
Für den Bau der Kanate wird zunächst der obere Schacht, der Mutterbrunnen, bis in die wasserführende Schicht getrieben und deren Ergiebigkeit durch Schöpfversuche bestimmt. Nach der oberirdischen Festlegung der Trasse zwischen dem Mutterbrunnen und der Siedlung erfolgt dann der Vortrieb vom unteren Ende her, jeweils von der Sohle der vertikalen Schächte aus. Die Sammelstollen sind 50 bis 80 cm breit und 90 bis 150 cm hoch. Die Gefälle liegen in der Größenordnung von 20 bis 50 cm auf 1 km, die Längen betragen zwischen 1 und 50 km. Als größte Länge werden 80 km genannt. Die vertikalen Arbeitsschächte (rund, oval oder quadratisch) sind im Mittel 20 bis 50 m, selten mehr als 150 m tief. Die größte Tiefe eines Kanats in der iranischen Provinz Khorasan soll bei 400 m liegen.
Der Bau erfolgt durch Arbeitstrupps von drei bis vier Mann, die nur mit den einfachsten Geräten ausgerüstet sind. Haspelrad, Seil, kurzstielige Spaten oder hacken, Ledersäcke, Lampen mit Öl oder Fett, Wasserwaage und Lot. Die Vortriebsgeschwindigkeit hängt von der Zahl der eingesetzten Arbeiter und von der Tiefe des Kanats ab. Vier Arbeiter vermögen in 20 m Tiefe einen Fortschritt von 4 m je Tag zu erreichen, bei 40 m Tiefe nur noch 2 m je Tag. Ein 20 km langer Kanat mit mittlerer Tiefe erfordert also fast 30 Jahre Bauzeit, wenn nur ein Arbeitstrupp tätig ist.
Die Planung und der Bau der Kanate erfordert subtile Kenntnisse über die geologische Struktur und das Verhalten des Wassers im Untergrund sowie hohes bergmännisches und vermessungstechnisches Können. Die Arbeit ist mühsam und darüber hinaus außerordentlich gefahrvoll. Einstürze und Wassereinbrüche haben immer wieder Opfer gefordert, und nicht umsonst bezeichnen die iranischen Baumeister ihre Kanate zuweilen als 'Mörder'.
Abb.: Iran [GlobeMaster, ©tewi/Softkey]
Allein im Iran haben in geschichtlicher Zeit zwischen 40 000 und 50 000 Kanate gleichzeitig bestanden mit einer Gesamtlänge, die die Entfernung zwischen der Erde und dem Mond übertrifft. Heute dürften davon noch 20 000 bis 25 000 im Betrieb sein. Bei einer geschätzten mittleren Leistung von 25 Liter pro Sekunde (l/s) vermögen 40 000 Kanate eine Wassermenge von rund 1000 m³/s für die Nutzung verfügbar zu machen. Diese jährliche Jahreswasserfracht von 31 Mrd. m³ entspricht der Gesamtwasserführung des Euphrats vor seinem Eintritt in die Ebene des Zweistromlandes und übertrifft die mittlere Wasserführung der Elbe um rund 50%. ...
Vom östlichen Kleinasien und von Persien aus breiteten sich die Kanate um 500 v. Chr. nach Nordindien [und später nach Zentralasien] im Osten und nach Mesopotamien und Ägypten im Süden aus. Durch die Araber wurde das Kanatprinzip dann über Nordafrika in Sizilien und Spanien eingeführt. Kreuzfahrer brachten es im 12./13. Jahrhundert aus dem nahen Osten nach Mitteleuropa, und mit den spanischen Eroberern erreichten die Kanate schließlich Mittel- und Südamerika."
[Garbrecht, Günther <1925 - >: Wasser : Vorrat, Bedarf und Nutzung in Geschichte und Gegenwart. -- Reinbeck : Rowohlt, ©1985. -- (Kulturgeschichte der Naturwissenschaften und der Technik / Deutsches Museum) (rororo ; 7724). -- ISBN 3-499-17724-2. -- S. 45 - 48]
Abb.: Lagekarte des Unterlaufes des Jangtse [GlobeMaster ©tewi/Softkey]
Abb.: Entwässsserungskanäle in der Umgebung der Stadt Changzhou im Jangtsetiefland Chinas [Vorlage der Karte: Müller, Johannes <1959 - >: Kulturlandschaft China. -- Gotha : Perthes, ©1997. -- ISBN 3-623-00551-7. -- S. 164; dort Quellenhinweis. -- ]
Johannes Müller schreibt in dem genannten, äußerst empfehlenswerten Buch zu dieser Karte:
"Die Karte ... zeigt die Umgebung der Stadt Changzhou (Prov. Jiangsu) ... Die Bevölkerungsdichte lässt sich anhand des unglaublich dichten Nebeneinanders der Dörfer [= rote Punkte] ermessen, die mit einem durchschnittlichen Abstand von weniger als 500 Metern aufeinanderfolgen. In Gebieten wie diesen wird jeder Hektar Land von über 7,5 Arbeitskräften bestellt. Da im Nassfeldanbau die meiste Arbeit auf den Feldern anfällt, hat man statt weniger großer eine Vielzahl von kleinen, aber eigenständigen Siedlungen angelegt. Der vorliegende Kartenausschnitt entspricht einer Fläche von 10,1 x 12,9 km [die oben wiedergegebene Karte gibt einen etwas kleineren Ausschnitt wieder], was abzüglich des gerasterten Stadtgebiets 107 km² ergibt. Bei einer Gesamtzahl von 442 ergibt sich ein Durchschnitt von 4,1 Dörfern auf jedem Quadratkilometer. Das Kanalnetz hat nach wie vor für verschiedene Zwecke seine Bedeutung, nicht nur für das Agrar-Ökosystem, sondern auch als Verkehrsnetz und für den Wasserhaushalt. Mit dem Ausheben eines engmaschigen Kanalnetzes gelang es, die Hydrologie des Landes so zu verändern, dass es für den Menschen nutzbar wurde. Aus dem zuvor feuchtigkeitsgesättigten Untergrund sickert das Wasser in die nur wenig tiefer liegenden Kanäle, von wo aus es über das natürliche Flussnetz rascher ins Meer abgeleitet wird. Die oberen Bodenschichten trocknen durch die Absenkung des Grundwasserspiegels aus und werden nutzbar. Selbst wenn die gerade im Umkreis der Stadt intensiv betriebene Landwirtschaft aufgegeben würde, könnte man wegen des hochliegenden Grundwasserspiegels im ehemaligen Sumpfgebiet die Kanäle also nicht einfach zuschütten. ...
Wegen der geringen Höhenunterschiede ist es nicht möglich, das Wasser wie im Hügelland mit dem natürlichen Gefälle in die Felder einzuleiten. So war es schon immer nötig, die Felder mittels Pumpbewässerung zu versorgen, woraus sich im Gegensatz zu anderen Bewässerungssystemen nicht zuletzt die Konsequenz ergibt, dass die Wasserversorgung weitgehend individuell zu steuern ist. Nur die inneren Felder müssen über kleine Gräben angeschlossen oder mit anderen zusammen bewässert werden . Jeder Bauer ist nur für die Reinigung und Unterhaltung der Kanalabschnitte verantwortlich, an die seine Äcker angrenzen. Anders als im Falle der Kanalbewässerungssysteme mit Gefälle sind bei den Pumpenbewässerungssystemen daher keine komplizierten Verteilungsnetze mit all ihren Schwierigkeiten der Instandhaltung, der gerechten Wasserverteilung und den damit verbundenen sozialen Implikationen und Abhängigkeiten nötig. In den letzten Jahrzehnten haben gerade hier, wo die sehr intensive Nutzung die Investition am meisten lohnte, Diesel- und Elektropumpen die Bewässerung zu über 90% übernommen, was aber nichts am Charakter der dezentralen Struktur der Wasserversorgung änderte." [a.a.O. S. 165]
Die folgenden Karten zeigen die Verbesserung eines Nassreisbewässerungssystems auf den Philippinen, das von der Asian Development Bank (ADB) [Webpräsenz: http://www.adb.org/. -- Zugriff am 2001-01-29] gefördert wurde.
vorher |
nachher |
[Vorlage der Abb.: Beets, Willem Cornelis: Raising and sustaining productivity of smallholder farming systems in the tropics : a handbook of sustainable agricultural development. -- Alkmaar : AgBé, ©1990. -- 738 S. : Ill. -- ISBN 974-85676-1-3. -- S.540; dort Quellenangabe]
Beets schreibt dazu:
"It should be noted that the incremental yield of paddy of 0.8 t/ha is worth about $100 and that, with double cropping, the investment in the improvement will be paid off in about 5 years." [a.a.O. S. 540]
Bick, Hartmut <1929 - >: Grundzüge der Ökologie. -- 3., überarb. und erg. Aufl. -- Stuttgart [u.a.] : G. Fischer, ©1998. -- 368 S. : Ill. -- ISBN 3437259105. -- [empfehlenswert]
Lehrbuch der allgemeinen physischen Geographie / hrsg. von Manfred Hendl und Herbert Liedtke ... -- 3., überarb. und erw. Aufl. -- Gotha : Perthes, ©1997. -- 866 S. : Ill. -- (Perthes Geographiekolleg). -- ISBN 3-623-00839-7. -- [Standardlehrbuch]. --
Strahler, Alan H. <1943 - > ; Strahler, Arthur <1918 - >: Introducing physical geography. -- 2. ed. -- New York [u.a.] : Wiley, ©1998. -- 567 S. : Ill. : 1 CD-ROM. -- ISBN 0-471-14713-3. -- [Hervorragende Einführung. Auf der beiliegenden CD-ROM werden Animationen einige Grundlagen eindrücklich erklärt]. --
Strahler, Alan H. <1943 - > ; Strahler, Arthur <1918 - >: Physical geography : science and systems of the human environment. -- New York [u.a.] : Wiley, ©1997. -- 637 S. : Ill. -- ISBN 0-471-11299-2. -- [Herausragendes, verständlich geschriebenes Lehrbuch].
Aus der Fülle wetterkundlicher Monographien seien genannt:
Lauer, Wilhelm <1923 - >: Klimatologie. -- 2., überarb. Aufl. -- Braunschweig : Westermann, 1995. -- 268 S. : Ill. -- (Das geographische Seminar). -- ISBN 3-14-160284-0. --
Roth, Günter D.: Wetterkunde für alle. -- 6., überarb. und aktualisierte Aufl. -- München [u.a.] : BLV, ©1994. -- ISBN 3-405-14608-9. -- [gut verständlich].
Weischet, Wolfgang <1921 - >: Einführung in die allgemeine Klimatologie : physikalische und meteorologische Grundlagen. -- 6., überarb. Aufl. -- Stuttgart : Teubner, ©1995. -- 276 S. : Ill. -- (Teubner Studienbücher der Geographie). -- ISBN 3-519-03432-8. -- [Standardlehrbuch]. --
Wetter & Klima erkennen und verstehen / William J. Burroughs ... -- Stuttgart [u.a.] : Das Beste, ©1998. -- 286 S. : Ill. -- Einheitssachtitel: Weather. -- ISBN 3-87070-745-3
Wie funktioniert das? Wetter und Klima / hrsg. und bearb. von Meyers Lexikonredaktion ... -- Mannheim [u.a.] : Meyers Lexikonverlag, ©1989. -- ISBN 3-411-02382-1.
Internetressourcen:
World Meteorological Organization - The Official WMO Home Page - Geneva Switzerland.-- URL http://www.wmo.ch/. -- Zugriff am 2001-01-29
Brady, Nyle C. ; Weil, Ray R.: The nature and properties of soils. -- 12. ed. -- Upper Saddle River, NJ : Prentice Hall, ©1999. -- 881 S.: Ill. -- ISBN 0-13-852444-0. -- S. 213 - 264: "Soil and the hydrologic circle". -- [Amerikanisches Standardlehrbuch; anwendungsorientiert, didaktisch gut aufbereitet]. --
Gleick, Peter H.: The world's water 1998 - 1999 : the biennial report on freshwater resources. -- Washington, DC [u.a.] : Island Press, ©1998. -- 301 S. -- ISBN 1559635924. -- [Sehr faktenreich]. --
Garbrecht, Günther <1925 - >: Wasser : Vorrat, Bedarf und Nutzung in Geschichte und Gegenwart. -- Reinbeck : Rowohlt, ©1985. -- 278 S. : Ill. -- (Kulturgeschichte der Naturwissenschaften und der Technik / Deutsches Museum) (rororo ; 7724). -- ISBN 3-499-17724-2.
Internet:
African Water Page / Len Abrams. -- URL: http://www.sn.apc.org/afwater/entry.htm. -- Zugriff am 2001-02-29
International Water Managemant Institute (IWMI) des CGIAR. -- URL: http://www.cgiar.org/iwmi/. -- Zugriff am 2001-01-29
The Water Librarians' Home Page / Robert Teeter. -- URL: http://www.wco.com/~rteeter/waterlib.html. -- [Sehr umfangreiche Link-Sammlung]. -- Zugriff am 2001-01-29
WWW-Virtual Library IRRIGATION and related topics / Thomas M. Stein. -- URL: http://www.wiz.uni-kassel.de/kww/projekte/irrig/irrig_i.html. -- Zugriff am 2001-01-29
Zu Kapitel 3: Grundgegebenheiten: Bodenrelief und Böden
