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

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Die Ergebnisse aus Tabelle 33 und Abbildung 62, 63 stimmen mit den Ergebnissen von PUTKONEN (2004:245) aus dem Annapurnamassiv (N28°25’, E84°20’) überein. Das Untersuchungsgebiet mit einer Nord-Südausdehnung von 60 Kilometern ist zwar nur ein Drittel so lang wie das Profil C, doch stellt PUTKONEN eine ähnliche Niederschlagdynamik in Zentralnepal fest. Mit der 7 Diskussion der Ergebnisse 156 _______________________________________________________________

Abbildung 75 kann anhand eines kleineren Geländeausschnittes die Verständnislücken, die durch das Fehlen von Niederschlagstation oberhalb von 2100 m a.s.l. im östlichen Zentralnepal besteht, geschlossen werden. Es wird deutlich in Abbildung 75, dass oberhalb von 4000 m a.s.l. ungefähr genauso viel Niederschlag registriert wird wie in den Bereichen unterhalb von 1000 m a.s.l..

Die Jahresniederschläge verhalten sich ähnlich wie die Monsunsniederschläge und bilden eine Zone maximaler Niederschläge aus. Die Niederschläge der Trockenzeit (Oktober-Mai) nehmen mit der Geländehöhe zu. Abbildung 75 visualisiert die Ergebnisse von PUTKONEN (2004:245).

Abbildung 75. Niederschlagsdynamik im Annapurnamassiv – Zentralnepal.(verändert nach Putkonen 2004:245).

Profil D Es werden zwei Niederschlagsmaxima in Profil D registriert, eins an Station 1311D1 (444 m a.s.l.) im Süden an den Ausläufern der ersten Erhebungen und ein weiteres an Station 1301D1 (1497 m a.s.l.) im Norden. Die beiden nördlichen Stationen 1301D2 und 1317D4 registrieren mittlere Jahresniederschlagssummen von 3935 mm bzw. 2389 mm. Die mittlere Jahressumme der zwei Stationen sowie der Station 1311D1 (2540 mm) befinden sich außerhalb der einfachen Standardabweichung aller Stationen.

Die Station 1301D2 liegt an einem nordexponierten Hang und ist im Süden und Südwesten von Bergkämmen abgeschirmt. Bei einer Hauptwindrichtung aus Südwesten ist bei solch einer Lage mit einem Regenschatteneffekt zu rechnen.

7 Diskussion der Ergebnisse 157 _______________________________________________________________

Die Station 1301D2 registriert jedoch die größten Niederschlagsmengen im Profil D gefolgt von der Station 1317D4 ca. 30 Kilometer nördlich der Station 1301D2.

Beides spricht dafür, dass sich die beiden nördlichsten Stationen in Profil D innerhalb der zweiten Zone maximaler Niederschläge befinden. Das markante Tal in Profil D verengt sich in diesem Bereich. Die Stationen liegen im Bereich des Vorder-Himalaya bzw. südlich des Übergangs vom Vorder-Himalaya zum HochHimalaya mit Erhebungen von über 5000 m a.s.l.. Durch die Talverengung und die markante Reliefstufe werden die Luftmassen in diesem Bereich gestaut. Die hohen zwischenjährlichen Schwankungen an der Station 1301D2 (Abbildung 71), welche an der Station 1317D4 nicht auftreten, deuten darauf hin, dass bestimmte Konstellationen von Relief und Windrichtung bzw. Luftmassentransport zu den extremen Niederschlagsjahressummen von 5000 mm und mehr führen. Da die Lage der Station bzw. das Relief konstant ist, müssen sich jährlich ändernde Faktoren wie Windrichtung bzw. der Luftmassentransport des Monsuns verantwortlich für die hohen zwischenjährlichen Schwankungen sein.

Durch die Existenz von zwei Niederschlagsmaxima liefert der methodische Ansatz der Scheitelpunktbestimmung der quadratischen Gleichung keine plausiblen Ergebnisse für den Punkt maximaler Niederschläge in Profil D. Als östlichstes Profil im Untersuchungsgebiet befindet sich Profil D den längsten Zeitraum im Einfluss des Monsuns. Auffällig bei der Trendanalyse ist, dass in Höhenklasse 1 die sieben Stationen einen Niederschlagsrückgang registrieren. An vier Stationen ist der negative Trend im Zeitraum von 1971 bis 1994 signifikant.

An der südlichsten Station 1319D1 im Flachland unterliegt die Niederschlagsdynamik keinen reliefbedingten Verstärkungen oder Abschwächungen. Der negative Trend an dieser Station im Zeitraum von 1971 bis 1994 ist nicht signifikant.

Fehlerbetrachtung:

Bei der Fehlerbetrachtung müssen das Messnetz und die Messmethoden in Nepal berücksichtigt werden (Abschnitt 4.4). Durch mangelhaft geschultes Personal, Niederschlagsstationen die schwer zugängig sind, teilweise nicht regelmäßig gewartet werden sowie durch eine nicht automatisierte Niederschlagserfassung, können Fehler in der Niederschlagsmessung bzw. Datenerfassung nicht ausgeschlossen werden. Es kann weiterhin nicht ausgeschlossen werden, dass durch eine nicht intervallgerechte Niederschlagserfassung vor allem in der Trockenzeit der Verdunstungsfehler an Bedeutung gewinnt. In den trockensten Monaten (November, Dezember) kann der Verdunstungsfehler trotz Niederschlag dazu führen, dass bei unsachgerechter Niederschlagsmessung kein Niederschlag registriert wird. Die häufigsten Nullwerte in der Datengrundlage treten in den Monaten November und Dezember auf. Die Niederschlagsstationen in Profil D verdeutlichen ein allgemeines Problem der Niederschlagserfassung in Nepal. In 7 Diskussion der Ergebnisse 158 _______________________________________________________________

Profil D befindet sich keine Niederschlagsstation auf einer Bergspitze bzw.

Kammlage. Die Niederschlagsdynamik kann daher nicht im vollen Umfang vom Messnetz erfasst werden. Zwischen den Höhenangaben der Niederschlagsmessstationen die vom Partner ICIMOD geliefert wurden und der Bestimmung der Höhenlage durch das DGM besteht eine mittlere Differenz von Metern. Im Durchschnitt sind die Höhenangaben der Datengrundlage ca. 100 Meter niedriger als die Höhenangaben, die durch das DGM abgeleitet wurden.





Die größten Differenzen bestehen vor allem bei den Stationen in den Höhenklassen 3 und 4, wo sich das Relief auf kürzester Distanz extrem verändert.

Die größte negative Differenz besteht an der Station 0303A4 mit -1289 Metern.

Die Höhenlage der Station 0904C3 ist in der Datengrundlage +519 Meter höher angegeben als der Wert der sich durch das DGM ableitet.

Die Differenz der Höhenangaben der Stationen kann ebenso auf der Koordinatenangabe der Messstation beruhen. Der Längen- bzw. Breitengrad ist nicht an allen Stationen mit drei Nachkommastellen angegeben. In einem stark reliefierten Gelände können wenige hundert Meter in der Fläche mehrere hundert Höhenmeter bedeuten. Die Unsicherheit bei der Lage der Stationen hat auch Auswirkungen auf eine exakte Bestimmung der Exposition einer Station.

Zielstellung

Die Verteilung der Niederschläge innerhalb eines Jahres bzw. die saisonalen Unterschiede konnten anhand der Datengrundlage für das Untersuchungsgebiet gut analysiert werden (Abschnitt 6.1.1, Abschnitt 6.3, Abschnitt 6.4, Abschnitt 6.5, Abschnitt 6.6 und Abschnitt 6.7.1). Generell fehlen Niederschlagsstationen oberhalb von 3900 m a.s.l. (Hoch-Himalaya). Die Niederschlagsstationen der Datengrundlage liegen alle unterhalb der Schneegrenze, so dass die Niederschlagsdynamik nur den flüssigen Niederschlag erfasst bzw. die Niederschlagsdynamik bis 3900 m a.s.l.. In Profil C sind in der Höhenklasse 4 sowie in Profil D in der Höhenklasse 3 keine Niederschlagsstationen vorhanden.

In Ostnepal (Profil C und D) befinden sich nur die Stationen 1043C3 und 1317D4 oberhalb von 2000 m a.s.l.. Die Niederschlagsdynamik ab 2000 m a.s.l. kann in Ostnepal mit zwei Niederschlagsstationen nicht ausreichend beschrieben werden.

Allerdings ist in diesem Bereich mit der zweiten Zone maximaler Niederschläge zu rechnen.

Auf Grund der Datengrundlage (Abschnitt 5) standen nur 36 der 58 Niederschlagsstationen für die höhenklassenabhängige Trendanalyse zur Verfügung. Mit einem Betrachtungszeitraum von 24 Jahren sind die Aussagen der Trendanalyse nur bedingt repräsentativ. Als Standard wird ein Betrachtungszeitraum von 30 Jahren für eine Trendanalyse verwendet. Da die zwischenjährlichen Niederschlagsschwankungen im Untersuchungsgebiet sehr groß sind, sollte ein Betrachtungszeitraum von 30 Jahren oder mehr gewählt 7 Diskussion der Ergebnisse 159 _______________________________________________________________

werden um einen Niederschlagstrend eindeutig von den zwischenjährlichen Schwankungen unterscheiden zu können. Ein einheitlicher Trend für das gesamte Untersuchungsgebiet bzw. für die einzelnen Höhenklassen konnte nicht identifiziert werden (Abschnitt 6.1.3, Abschnitt 6.7.2). Niederschlagsstationen im stark besiedelten Binnenland unterliegen eher anthropogenem Einfluss (Verbrennung fossiler Brennstoffe, Landnutzungsänderung – Veränderung des lokalen Wasserkreislaufs, z.B. Verdunstung) als Stationen in dünn besiedelten Regionen wie im Vorder- und Hoch-Himalaya. Dieser Fakt und das die Niederschlagsdynamik, vor allem an hochgelegenen Niederschlagsstationen (Vorder- und Hoch-Himalaya), auch von Niederschlägen der außertropischen Westwinddrift mit beeinflusst werden, muss bei der Trendanalyse berücksichtigt werden. Die außertropische Westwinddrift unterscheidet sich in Antriebs- und Einflussfaktoren, Feuchtigkeitsquellen der Luftmassen und der Sensitivität auf den globalen Klimatrend vom Monsunsystem.

Großräumig betrachtet befindet sich das Untersuchungsgebiet in der Monsunsaison, in der 80 % der Jahresniederschläge fallen, durch den Monsun mit einer nordwestlichen Strömungsrichtung im Luv. Durch die Erhebungen des Himalaya bzw. an markanten Reliefstufen wird dieser generelle Luveffekt verstärkt, was zu der Ausbildung von einer Zone maximaler Niederschläge führt.

Durchgängig im Untersuchungsgebiet befindet sich die erste markante Reliefstufe und damit die erste Zone maximaler Niederschläge im Bereich der Siwalik Gebirgskette. In Ostnepal bildet der Übergang vom Vorder-Himalaya zum HochHimalaya eine zweite markante Reliefstufe und damit die zweite Zone maximaler Niederschläge. Der Einfluss des Reliefs auf die Niederschlagsdynamik kann mit der Datengrundlage nur großräumig bzw. auf Makroebene bestimmt werden. Ein Beispiel ist der Regenschatteneffekt des Annapurnamassivs im Bereich der Mustangregion (Abschnitt 6.4). Die Quantifizierung von Luv-/Leeeffekten an einzelnen Bergketten oder die Quantifizierung des Trolleffektes ist mit der Datengrundlage nicht möglich. Um diese Effekte, die sich auf Mesoebene abspielen, zu analysieren braucht es ein feineres Messnetz an Niederschlagsstationen. Sind die Niederschlagsstationen in gleicher Höhe an beiden Talhängen, auf den Bergkämmen und im Talgrund installiert, ist der Querschnitt des Tales ausreichend repräsentiert. Dies ist die Grundlage um den Trolleffekt zu quantifizieren oder Expositionsunterschiede festzustellen zu können.

Für die Klärung des Zusammenhangs zwischen Niederschlag und Geländehöhe fanden drei Methoden Anwendung (Abschnitt 6.2). Keine der Methoden konnte allein die Niederschlagsdynamik vollständig in jedem Profil beschreiben. Die Schwächen der Bestimmung der Zone maximaler Niederschläge durch die Methode der Höhenklassen wurden in diesem Abschnitt bereits beschrieben. Die Methode der Korrelationsanalyse führte zu aussagekräftigen Ergebnissen vor allem bei der Charakterisierung der Niederschlagsdynamik in der Wintersaison.

7 Diskussion der Ergebnisse 160 _______________________________________________________________

Die Ursache liegt in der Zunahme der Niederschläge mit der Geländehöhe (in der Wintersaison), was durch eine Regressionsgerade ausreichend beschrieben werden kann. Die Beschreibung der Niederschlagsdynamik durch eine quadratische Funktion lieferte Abschnitt 6.2 und 6.3.4 fundierte Ergebnisse.

In Profil A (Abschnitt 6.3), wo eine Zone maximaler Niederschläge existiert, liefert die Methode der Scheitelpunktbestimmung der quadratischen Funktion aussagekräftige Ergebnisse. Wird die Niederschlagsdynamik komplexer, wie in Profil B (Abschnitt 6.4) oder treten zwei Zonen maximaler Niederschläge auf, wie in Profil D (Abschnitt 6.6), stößt diese Methode an ihre Grenze. Um die Niederschlagsdynamik in diesen Fällen vollständig beschreiben zu können, sollte anstelle der quadratischen Funktion eine Polynomfunktion benutzt werden.

Der Zusammenhang zwischen Niederschlag und Geländehöhe im Untersuchungsgebiet ist auf Grund des Reliefs (Abschnitt 2.2.1) und der Klimasteuerung (Abschnitt 2.1, Abschnitt 2.2.4) repräsentativ für den Zentralhimalaya. Die Niederschläge nehmen bis zu der Zone maximaler Niederschläge im Bereich der Siwalik Gebirgskette (max. 1800 m a.s.l.) zu.

Nördlich der Siwalik Gebirgskette bzw. mit zunehmender Geländehöhe nehmen die Niederschläge ab. Existiert am Übergang vom Vorder-Himalaya zum HochHimalaya eine zweite markante Reliefstufe, nehmen die Niederschläge in diesem Bereich wieder zu und bilden die zweite Zone maximaler Niederschläge. Nach diesem Bereich erfolgt eine erneute Abnahme der Niederschläge. Dieser Zusammenhang zwischen dem Niederschlag und der Geländehöhe ist am stärksten in der Monsunsperiode ausgeprägt. Weil die Niederschläge der Monsunsaison über drei Viertel des Jahresniederschlags ausmachen, dominiert dieser Zusammenhang zwischen Niederschlag und Geländehöhe. In der Wintersaison nehmen die Niederschläge mit der Geländehöhe zu. Mit der folgenden Abbildung 76 kann der Zusammenhang zwischen Niederschlag und Geländehöhe im Zentralhimalaya „erklärt“ und im Bezug zu anderen Gebirgen eingeordnet werden.

7 Diskussion der Ergebnisse 161 _______________________________________________________________

Abbildung 76. Zusammenhang zwischen Niederschlag und Geländehöhe in den Anden und in den Alpen. (verändert nach LAUER & BENDIX 2004:149).



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