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«Diplomarbeit Reliefbestimmte Analyse der Niederschlagsdynamik im Monsungebiet von Nepal, Himalaya vorgelegt von Andreas Kochanowski Matrikelnummer: ...»

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40) zwischen den Profilen muss berücksichtigt werden, dass die Methode der Bestimmung der maximalen Niederschlagszone über die Höhenklasse einige Probleme besitzt. Wie bereits angedeutet, werden die Höhenklassen durch eine unterschiedlich große/kleine Anzahl an Stationen repräsentiert. In Profil D liegt die Zone maximaler Niederschläge in der Höhenklasse 4. Es befindet sich nur die Station 1317D4 in dieser Klasse. In Profil C wird das Niederschlagsmittel der Höhenklasse 2 aus zwei Stationen gebildet. Lokal-Klimatische Effekte oder Reliefeffekte wie Luv-/Leelage der Station können zu einer Verzerrung der Niederschlagssumme führen. Diese Niederschlagssumme ist für die Station repräsentativ, muss aber nicht für die komplette Höhenklasse repräsentativ sein.

Die Bestimmung von zwei Zonen maximaler Niederschläge gestaltet sich mit dieser Methode ebenfalls schwierig. In den Profilen C und D, wo mit einer zweiten Zone maximaler Niederschläge zu rechnen ist, fehlen in Profil C in der Höhenklasse 4 und in Profil D in der Höhenklasse 3 Niederschlagsstationen, so dass eine eindeutige Bestimmung von einer zweiten Zonen maximaler Niederschläge unmöglich ist.

Profil A

Die Niederschläge nehmen von Süden nach Norden bis zur Station 0405A2 (1402 m a.s.l.) an der markanten Reliefstufe im Binnenland zu. Nördlich der Stationen nehmen die Niederschläge ab. Die markante Reliefstufe bei Kilometer 80 in Abbildung 31 bildet ein Hindernis, so dass Luftmassen gestaut werden. Der Steigungsregen sorgt für die maximalen Niederschläge im Profil A im Bereich dieser Reliefstufe. Die Gebiete nördlich dieser markanten Erhebung befinden sich im Regenschatten. Des Fehlen einer zweiten markanten Reliefstufe und die Abschirmung der nördlichen Gebiete in Profil A durch das Dhawalagiri- und das Annapurnamassiv im Westen verhindern die Ausbildung einer zweiten Zone maximaler Niederschläge bzw. verstärken die Abnahme der Niederschläge im Bereich des Vorder- bzw. Hoch-Himalaya. Die Abnahme der mittleren Jahresniederschlagssumme mit der Höhe ist in Abbildung 39 dargestellt. Die Regressionsgerade ist jedoch mit einer hohen Unsicherheit behaftet (p-Wert = 0,88). In der Winter- und Vormonsunsaison nimmt in Profil A der Niederschlag mit der Geländehöhe zu (Winter r = 0,42, p-Wert = 0,26, Vormonsun r = 0,65, pWert = 0,06).

Mit neun Stationen besitzt Profil A die kleinste Stationsanzahl. Das Relief kann durch die Stationshöhenlage von neun Stationen nur vereinfacht wiedergegeben 7 Diskussion der Ergebnisse 152 _______________________________________________________________

werden. Diese Vereinfachung ermöglicht eine gute Beschreibung der Niederschlagsdynamik durch eine quadratische Funktionsgleichung. Die p-Werte der quadratischen Funktionsgleichung in Profil A sind kleiner 0,35 und die kleinsten Werte aller Profile. Profil A ist das einzige Profil in dem für alle Saisonniederschlagssummen, durch die Bestimmung des Scheitelpunkts der quadratischen Funktion, der Punkt maximaler Niederschläge abgeleitet werden konnte. Die Zone bzw. der Punkt maximaler Niederschläge schwankt in ihrer Höhenlage über das Jahr. Die Schwankung liegt darin begründet, dass sich das Kondensationsniveau über das Jahr ändert. Das Kondensationsniveau wird durch klimatische Faktoren gesteuert, welche sich mit der Jahreszeit bzw. dem Wettersystem ändern. Die Niederschläge des Sommermonsuns entstehen hauptsächlich thermisch, durch Konvektion warmer Luftmassen. Die Winterniederschläge werden durch das außertropische Wettersystem der western disturbances gesteuert. Die Niederschläge dieses Wettersystems werden durch Advektion dominiert. Die horizontale Luftbewegung ist am stärksten und führt zu Aufgleitniederschlägen (BAUER et al. 2005:113). An der windzugewandten Seite nehmen die Temperaturen ab und die Kondensation mit der Höhe zu (SEVRUK 1997:355). Deshalb nehmen die Niederschläge in der Wintersaison mit der Höhe zu und die Zone maximaler Niederschläge ist in größeren Höhen zu finden als in der Monsunssaison. Profil A im Westen des Untersuchungsgebiets wird später durch den Sommermonsun erreicht und unterliegt (in der Vormonsunsaison) länger dem Einfluss der western disturbances und damit verbunden einer Zunahme der Niederschläge mit der Geländehöhe. Durch diesen Sachverhalt kann der große Korrelationskoeffizient zwischen Niederschlag und Geländehöhe der Vormonsunsaison erklärt werden. In der Nachmonsunssaison herrscht kein einheitlicher Luftdruckgradient und lokale Windsysteme können sich am stärksten ausprägen (ENDLICHER 2000:368-369). Die Zone maximaler Niederschläge erreicht in der Nachmonsunsaison ihre niedrigste Höhenlage in Profil A.

Mit der westlichsten Lage im Untersuchungsgebiet ist Profil A am repräsentativsten für die Winterniederschläge einzuordnen. Die Winterniederschläge nehmen mit der Höhe zu und die Zone maximaler Niederschläge befindet sich ungefähr in 2275 m a.s.l.. Die Station 0306A4 in einer Höhe von 3080 m a.s.l. ist die einzige Station mit einem signifikanten Trend. Der negative Niederschlagstrend an der Station 0306A4 ist bei einem Signifikanzniveau von 80% im Zeitraum von 1971 bis 1994 für die mittleren Jahressummen (Gesamttrend) und die Monsunniederschläge (Sommersaison) signifikant. Die Winterniederschläge unterliegen an der Station im gleichen Zeitraum einem nicht signifikant positiven Trend.

7 Diskussion der Ergebnisse 153 _______________________________________________________________





Profil B

Die Stationsanzahl ist in Profil B mit 23 Niederschlagsmessstationen von allen Profilen am größten. Auf sehr kurzen Distanzen treten sehr große Reliefunterschiede auf. Im Binnenland liegen zwischen den Bergketten und Tälern oft Höhenunterschiede von 1000 Metern und mehr. In Profil B zeigt sich, dass mit zunehmend komplexerem Relief auch die Komplexität der Niederschlagsdynamik zunimmt. Auf der Distanz von weniger als 16 Kilometern treten Niederschlagsdifferenzen bei der mittleren Jahressumme von über 2200 mm auf. Das betrifft die Station 0610B2 mit einer mittleren Niederschlagsjahressumme von 202 mm und die Station 0630B3 mit einer mittleren Jahressumme von 2483 mm. Das gleiche Phänomen tritt an den beiden Stationen 0624B3 (251 mm) und 0622B2 (3275 mm) auf. In Profil B wird ein Problem der Niederschlagsdynamik im Untersuchungsgebiet besonders deutlich.

Die Station 0624B3 befindet sich an einem Hang bzw. auf einem Berg in einer Höhe von 1740 m a.s.l. und erhält weniger Niederschlag im langjährigen Mittel als die benachbarte Talstation 0701B2 (1435 mm) in ca. 6 Kilometer Entfernung.

Die nördlicher gelegene Station 0627B3 (1770 m a.s.l.) befindet sich in einer ähnlichen Höhe wie die Station 0624B3 und erhält mit einer durchschnittlichen Jahresniederschlagssumme von 1646 mm mehr Niederschlag als die Talstation 0701B2. Ein weiteres Beispiel für die hohe Variabilität der Niederschläge bei ungefähr gleicher Geländehöhe ist die Abbildung 49. Der Höhenunterschied zwischen den drei Niederschlagsstationen beträgt 220 Meter. Der Niederschlag der durchschnittlichen Jahressumme schwankt zwischen 251 mm an Station 0624B3 und 2483 mm an der Station 0630B3.

Mit der Datengrundlage ist es nicht nachvollziehbar ob für diese Besonderheiten in der Niederschlagsdynamik Luv- und Leeeffekte der Großwetterlage oder lokale Witterungserscheinungen wie das Berg-/Talwindsystem oder der Trolleffekt verantwortlich sind. Es bedarf eines feinen Niederschlagsmessnetz, welches vermag das Relief ausreichend zu repräsentieren. Erst wenn die Niederschlagsmessstationen in vergleichbarer Geländehöhe auf den unterschiedlich exponierten Hängen installiert sind sowie den Talquerschnitt repräsentieren, können Expositionsunterschiede, Luv- und Leelagen und der Trolleffekt qualifiziert und quantifiziert werden..

Eine Besonderheit in Profil B ist die Mustangregion nördlich des Annapurnasund Dhawalagirimassivs. Die hohen Bergketten schotten das Gebiet nördlich davon für die Monsunniederschläge ab. Das Hochtal der Mustangregion ist die trockenste Region in Nepal (Abbildung 17). In dem Hochtal weht ganztägig in allen Jahreszeiten ein konstanter Talaufwind. Der durch thermische Gegensätze bedingte Wind wird durch die Berg- /Talwindzirkulation verstärkt (FLOHN 1970, BARRY 1992, zitiert in BAADE 2000:16). Die Luftmassen steigen am Hang auf und in höheren Hang- bzw. Kammlagen führt die verstärkte Wolkenbildung zu 7 Diskussion der Ergebnisse 154 _______________________________________________________________

Niederschlägen. In der Talmitte kommt es zu einem Absinken der Luftmassen und einer Wolkenauflösung. An den Hängen bzw. Kammlagen wird deshalb mehr Niederschlag registriert als in der Talmitte. Im Hochtal der Mustangregion tritt dieses Phänomen, welches auch als Trolleffekt bezeichnet wird, auf (BAADE 2000:16-22). Mit diesem Modell können die mittleren Niederschlagsjahressummen von kleiner als 372 mm an den Stationen 0604B4, 0612B4 und 0625B4 erklärt werden. Die am Nordende des Tals gelegene Station 0619B4 erhält durch den ständigen Talaufwind mit durchschnittlich 2825 mm Jahresniederschlag den größten Niederschlag in der Mustangregion. Mit dem Modell kann jedoch nicht erklärt werden, warum die Station 0604B4 in einer Höhe von 2744 m a.s.l. 1205 mm weniger Niederschlag im langjährigen Mittel erhält als die ca. 5 Kilometer entfernte Station 0606B4 in einer Höhe von 2566 m a.s.l.. Eine Erklärung kann eine besondere, durch das Relief hervorgerufene, Exposition beider Standort sein, die zu einer Abschwächung bzw. Intensivierung der Niederschläge führt.

Die durchschnittlich größte Niederschlagsjahressumme in Profil B tritt an der Station 0622B2 auf. Mit einer Höhenlage von 700 m a.s.l. befindet sich die Station in einem Tal in der physiographischen Zone des Binnenlands. Der Niederschlag in Profil B nimmt nach Norden bzw. mit zunehmender Geländehöhe übers Jahr sowie in allen Saisons ab. Verantwortlich für den negativen Anstieg der Regressionsgeraden sind vor allem die kleinen mittleren Jahressummen der Stationen in der Mustangregion. Die Standardabweichung des Anstiegs ist bis auf die Wintersaison größer als der Anstieg selbst. Die Aussage, dass der Niederschlag mit der Geländehöhe abnimmt, ist deshalb sehr unsicher.

Verantwortlich dafür, dass die Standardabweichung größer als der Anstieg selbst ist, ist die hohe Niederschlagsvariabilität im Relief. Die Unsicherheit hinsichtlich der Beschreibung des Zusammenhangs zwischen den mittleren Jahresniederschlagssummen und den Stationshöhenlagen liegt für die Regressionsgeraden bei 36% und für die quadratische Gleichung bei 66%.

Profil C

Die größten Niederschlagsmengen in Profil C werden an der ersten Reliefstufe an der Station 0907C1 (396 m a.s.l.) registriert. Die Bergkette mit Erhebungen bis ca.

2500 m a.s.l. stellt den Beginn des Binnenlands dar. Nach Norden gehen die Niederschlagsmengen leicht zurück und erreichen ihren Tiefpunkt an der nördlichsten Station. Der Niederschlagsrückgang an den Stationen 0915C3 und 1038C2 ist durch ihre Lage zwischen zwei Bergketten bzw. an einem nordexponierten Hang am Rand einer großen Senke eher durch den Regenschatteneffekt in Leelage verursacht als durch den Trolleffekt. Die nördlichste Station 1001C3 befindet sich in einem Tal in einer Höhe von 1900 m a.s.l.. An dieser Station kann anhand der Datengrundlage nicht geklärt werden ob 7 Diskussion der Ergebnisse 155 _______________________________________________________________

die kleine Niederschlagsjahressumme an Station 1001C3 auf dem Regenschatteneffekt oder dem Trolleffektes basiert. Profil C befindet sich im östlichen Zentralnepal und in dieser Region ist nach BOOKHAGEN & BURBANK (2006:4) von einer zweiten Zone maximaler Niederschläge auszugehen. In dem Gebiet wo mit einer zweiten Zone maximaler Niederschläge zu rechnen ist, befindet sich in Profil C jedoch keine Station. Die höchstgelegene Station 10143C3 befindet sich nicht im Vorder-Himalaya sondern im Binnenland in einer Höhe von 2163 m a.s.l.. Niederschlagsstationen in der Höhenklasse 4, welche hauptsächlich den Vorder-Himalaya repräsentiert, gibt es in Profil C nicht.

Im Profil C besteht sowohl über das Jahr betrachtet als auch in der Monsunsaison ein negativer Anstieg der Regressionsgeraden. In beiden Fällen ist die Standardabweichung des Anstiegs größer als der Anstieg selbst, so dass die Aussage, dass der Niederschlag mit der Höhe abnimmt, mit einer sehr großen Unsicherheit behaftet ist. In der Vormonsun-, Nachmonsun- und Wintersaison besteht ein positiver Zusammenhang zwischen Niederschlag und Geländehöhe. In der Wintersaison ist der Zusammenhang mit r = 0,55 am stärksten. In Abbildung 63 ist der Scheitelpunkt der quadratischen Funktion, die den Zusammenhang zwischen mittlerer Jahresniederschlagssumme und Stationshöhe beschreibt, dargestellt. Die Abbildung 63 vermittelt den Eindruck, dass in Profil C zwei Niederschlagsmaxima auftreten: ein Maximum bei 396 m a.s.l. und ein weiteres bei 1706 m a.s.l.. Das zweite Niederschlagsmaximum in 1706 m a.s.l. wird an Station 0904C3 registriert. Diese Station befindet sich nicht in der nördlichen Hälfte des Profils, wie es die Abbildung 63 vermittelt, sondern liegt im zentralen Teil des Profils in ca. 50 Kilometer Entfernung von der Station 0907C1 (396 m a.s.l.). Dieses Beispiel zeigt, dass eine reine höhenabhängige Betrachtung zu Fehlinterpretationen führen kann. Um zu klären ob das zweite Niederschlagsmaximum in Abbildung 63 die zweite Zone maximaler Niederschläge darstellt, muss die Lage der Station innerhalb des Profils mitbetrachtet werden.

Im Abschnitt 6.5.4 wurde der Punkt maximaler Niederschläge für die mittlere Niederschlagsjahressumme sowie für die Monsunniederschlagssumme bestimmt.

Beide Angaben unterliegen jedoch einer hohen Unsicherheit. Mit einer quadratischen Funktionsgleichung kann der Zusammenhang zwischen Niederschlag und Geländehöhe im Profil C nicht ausreichend beschrieben werden.

Abbildung 63 zeigt, dass bei einem Auftreten von zwei Niederschlagsmaxima dieser Ansatz nicht sinnvoll ist, weil mit einer quadratischen Gleichungsfunktion nicht beide Maxima beschrieben werden können.



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