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

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KANSAKAR et al. (2004:1645) charakterisierten die Besonderheiten des Niederschlagregimes von Nepal. Dafür wurde eigens eine Klassifizierung des Niederschlagregimes und der Niederschlagshöhe eingeführt. Die Form des Niederschlagregimes, welche die saisonale Variabilität des Niederschlags verdeutlicht, wurde in vier Klassen unterteilt. Klasse A mit Niederschlagsspitzen von Juli bist August ist typisch für die westlichen Regionen Nepals. Markante Niederschlagspitzen im Juli (Klasse B) sind auffällig für die Zentralregion und das östliche Flachland. Niederschlagpeaks im Juli, welche schrittweise erreicht werden, finden sich konzentriert in den östlichen Bergen des Binnenlandes und werden durch die Klasse C repräsentiert. Peaks von Juli bis August mit Winterniederschlägen, symbolisiert durch die Klasse D, sind begrenzt auf die westlichen Teile des Hochgebirges, insbesondere die Transhimalayaregion. Zur Klasseneinteilung der Niederschlagshöhen fanden pro Station fünf Parameter Berücksichtigung: die monatliche Niederschlagsmenge in mm, der Mittelwert, das Maximum, das Minimum, die Standardabweichung und die Menge des Monsunniederschlags in mm. Die Unterteilung erfolgte in vier Klassen, wobei Klasse 1 die kleinsten Niederschlagswerte symbolisiert und Klasse 4 die größten Niederschlagswerte beinhaltet. Die genauen Kriterien der Klasseneinteilungen sind in KANSAKAR et al. (2004:1652) nachzulesen. Die folgende Abbildung 11 gibt einen Überblick über die Klasseneinteilung der Niederschlagsstationen. Die kleine Karte rechts oben in der Abbildung ordnet die Klassen der Niederschlagshöhen einzelnen Regionen von Nepal zu.

2 Stand der Forschung 39 _______________________________________________________________

Abbildung 11. Räumliche Verteilung von Niederschlagshöhenklassen in Nepal. Klasse 1 kleinste Niederschlagswerte, Klasse 4 größte Niederschlagswerte (Quelle: KANSAKAR et al. 2004: 1652).

Abschließend wurde von KANSAKAR et al. (2004:1645- 1657) eine Verschneidung der vier Klassen aus Form des Niederschlagregimes und der vier Klassen der Niederschlagshöhe durchgeführt. In Abbildung 12 wird deutlich, dass vor allem Nord- und Südostnepal ein hochkomplexes Niederschlagsverteilungsmuster aufweisen. In dem dreigeteilten Streifen des Binnenlandes (Klasse 1A im Westen, 3C in Zentralnepal, 1B im Osten) wird deutlich, dass nicht eine Verschneidungsklasse allein das Bild der jeweiligen Region bestimmt.

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MERZ et al. (2006:446-458) untersuchten einzelne Niederschlagsereignisse und deren Bedeutung für die Abflussbildung im Einzugsgebiet des Jhikhu Khola östlich von Kathmandu. Die Niederschlagsereignisse wurden durch Niederschlagshöhe (mm während des Niederschlagevents), Niederschlagsdauer (Minuten des Niederschlagsereignisses) und Intensität (Niederschlag in mm pro Zeiteinheit) charakterisiert. MERZ et al. (2006:451) konnten nachweisen, dass sich Niederschlagsereignisse der Monsunsaison von denen der Vormonsunsaison unterscheiden. Die Niederschlagsmenge und Niederschlagsdauer eines Niederschlagsereignisses in der Vormonsunsaison ist geringer, dafür die Niederschlagsintensität größer als in der Monsunsaison. Auf Grund der größeren Konvektionstätigkeit in der Vormonsunsaison kann dieses Resultat erklärt werden. In der Vormonsunsaison ist die Konvektionswirksamkeit stärker ausgeprägt als in der Monsunsaison selbst.

In der bereits erwähnten Annapurnaregion in Zentralnepal zeigten die Analysen von Topographie und Niederschlagsdaten, dass ein umgekehrter Zusammenhang zwischen mittleren Jahresniederschlag und mittleren Hangneigungswinkel besteht. Zunehmender mittlerer Jahresniederschlag im Gelände führt zu einer Abnahme der mittleren Hangneigungswinkel im Untersuchungsgebiet. Höherer Porendruck im Gestein und hohe chemische Verwitterung verringern die Stabilität des Hanges, Erosion und Ablation erfolgen und erzeugen ein sanfteres Relief (GABET et al. 2004:629-632).

DAHAL & HASEGAWA (2008:429-443) präsentieren einen Ansatz, um Erdrutsche in Nepal besser zu charakterisieren. Durch Studien von früheren Niederschlagsereignissen und Erdrutschen konnten regionale Niederschlagsgrenzwerte ermittelt werden, welche bei Überschreitung zu Erdrutschen führen.

2.5 Forschungsbedarf

Die Grundlage für eine fundierte Systemanalyse stellt eine gute Datengrundlage bzw. setzt ein homogenes Messnetz voraus. Das Messnetz der Klimastationen in Nepal ist recht jung. Die erste Temperaturmessstation wurde 1921 eingerichtet (SHRESTHA et al.1999:2776). 1948 existierten lediglich 14 Niederschlagsmessstationen in Nepal (SHRESTHA et al.2000:318). Seitdem ist das Messnetz dichter geworden und allein 1998 wurden 160 Niederschlagsstationen in Betrieb gestellt (KANSAKAR et al. 2004:1648). Auf Grund des extrem komplexen Reliefs besteht Bedarf, dass Messnetz weiter auszubauen, vor allem im Bereich des Hochgebirges (DULAL et al. 2006:9). Durch die schwerpunktmäßige Verteilung der Niederschlagsstationen in Tälern, besteht ein Informationsdefizit 2 Stand der Forschung 41 _______________________________________________________________

über die Niederschlagsdynamik an und auf den Bergrücken (LANG & BARROS 2002:1299).

Die Niederschlagsverteilung wird neben dem Monsunsystem hauptsächlich durch das Relief bestimmt. Die räumliche Niederschlagsvariation und Dynamik ist in einzelnen Regionen aber kaum für Gesamtnepal untersucht wurden (KANSAKAR et al. 2004:1646). Das hat zur Folge, dass die Ergebnisse nur für spezielle Regionen und ganz bestimmte Reliefcharakteristika repräsentativ sind (vgl. BARROS et al.





2000, BARROS & LANG 2003, PUTKONEN 2004). Das Ziel zukünftiger Forschung sollte es sein, den Zusammenhang zwischen Niederschlag und Relief für Nepal und den Himalaya allgemein zu erforschen. Daraus ergibt sich der Forschungsbedarf die Beziehung zwischen Niederschlag und Geländehöhe zu untersuchen und lokalklimatische Besonderheiten zu ermitteln. Ein weiteres Forschungsdefizit besteht in der Kenntnis über dem Wirkungsbereich des BergTalwindsystems oder dem Trolleffekt auf die Niederschlagsverteilung im Himalaya. Weitere Forschungen sollten unternommen werden, um die hypsometrische Verteilung des Niederschlags zu charakterisieren, um vergleichbare Ergebnisse mit den Alpen, Anden oder der Sierra Nevada zu erhalten (AMSTRONG & STIDD 1967, HAVLAIK 1969, LAUER 1976, zitiert in LAUER & BENDIX 2004:149).

Für die Quantifizierung von Wasserressourcen bedarf es der Komponenten der Wasserhaushaltsgleichung. Im Stand der Forschung ist der Kenntnisstand über die Komponente Niederschlag ausführlich beschrieben. Forschungsergebnisse über Abflussuntersuchungen werden unter anderem in HANNAH et al. (2005:18-32), REES et al. (2006:1001-1012) und in SHARMA & SHAKYA (2006:315-322) präsentiert. Momentan existiert ein Mangel an Studien über die Evapotranspiration im Untersuchungsgebiet und im Himalaya allgemein. Des Weiteren ist es erstrebenswert, atmosphärische Parameter zu bestimmen, um daraus die Niederschlagsdynamik abzuleiten und Erkenntnisse über die Monsunzirkulation zu erhalten (ANDERS et al. 2006:40).

Die zwischenjährlichen Schwankungen des Niederschlags erschweren die Niederschlagsvorhersage (KANSAKAR et al. 2004:1658) und damit auch die Prognosen der zukünftigen Niederschlagsentwicklung. Diese Tatsache führt zum Forschungsbedarf im Verständnis des Monsunsystems, dessen Variabilität und in der Optimierung der Klimamodelle.

3 Zielstellung der Arbeit 42 _______________________________________________________________

3 Zielstellung der Arbeit

Basierend auf dem Stand der Forschung und der in Abschnitt 2.4 genannten Forschungsdefizite verfolgt die vorliegende Arbeit das Ziel, das Verhalten und die Veränderungen des Niederschlags in Nepal in zeitlicher und räumlicher Dimension zu charakterisieren. Für die Charakterisierung der Niederschlagsdynamik ist Nepal in vier Süd-Nord Geländeprofile unterteilt. In der räumlichen Dimension führen die Topographie, das Relief und die sich daraus ergebenden unterschiedlichen Höhenlagen zu einer Differenzierung der Niederschlagsmengen. Daraus ergibt sich schwerpunktmäßig eine höhenabhängige Analyse des Niederschlags in den vier Geländeprofilen. Die vier Geländerprofile sollen hinsichtlich ihrer Charakteristik sowie unter den folgenden

Zielstellungen betrachtet werden:

- Untersuchung der Verteilung des Niederschlags innerhalb eines Jahres und dessen saisonale Unterschiede,

- höhenabhängige Betrachtung der Niederschlagszeitreihen hinsichtlich einer Trendentwicklung und

- Analyse des Zusammenhangs zwischen Niederschlag und Geländehöhe.

Zunächst soll das Untersuchungsgebiet vorgestellt werden. Neben der Lagebeschreibung des Untersuchungsgebiets erfolgt eine Unterteilung von diesem. Die Grundlage für die Unterteilung bilden das Gewässernetz, die physiographischen und die klimatisch/vegetativen Zonen. Nach der Charakterisierung des Niederschlagsmessnetzes von Nepal wird die Niederschlagsverteilung in Nepal dargelegt.

Ausgehend von der Datengrundlage wird anschließend die Aufbereitung der Daten erläutert (Abschnitt 5). Im Ergebnisteil (Abschnitt 6) dieser Arbeit soll schwerpunktmäßig geklärt werden, wie sich der Niederschlag mit zunehmender Geländehöhe verhält. Dazu werden die Profile erst im Einzelnen und dann im Vergleich betrachtet. Daraufhin folgt eine Diskussion der Ergebnisse (Abschnitt 7). Den Abschluss der Arbeit bildet eine Zusammenfassung in der die drei schwerpunktmäßigen Zielstellungen noch einmal aufgegriffen werden (Abschnitt 8).

4 Untersuchungsgebiet 43 _______________________________________________________________

4 Untersuchungsgebiet

4.1 Lage Nepals Am Nordrand des indischen Subkontinents gelegen, befindet sich das Untersuchungsgebiet für die vorliegende Diplomarbeit. Es umfasst Nepal im Bereich des Zentralhimalaya. Das Land befindet sich zwischen 26°22’ und 30°27’ nördlicher Breite und zwischen 80°4’ und 88°12’ östlicher Länge (MANANDHAR 2002:18). Mit der Ausnahme vom Nachbarland China im Norden grenzt Nepal im Westen, Süden und Osten an Indien. Das Staatsgebiet von Nepal mit einer Fläche von 147.181 km² erstreckt sich vom Gangestiefland bzw. dem Terai im Süden über die Südabdachung des Himalaya bis zum Hoch- bzw. Transhimalaya im Norden der Landes. Die Ost-West Ausdehnung Nepals beträgt 885 km und die mittlere Nord-Süderstreckung 193 km (die Maximale 230 km). Die geographischen Gegebenheiten sind sehr komplex. Innerhalb weniger Kilometer wechseln die Landschaftsformen von alluvialen Flachländern (70 m a.s.l.) zu den höchsten Erhebungen der Erde (Mount Everest 8848 m a.s.l.). Dazwischen liegen tiefe Täler und Schluchten von subtropischen Klimaten bis zu trockenen und kalten Wüsten. Solarklimatisch kann Nepal den Sub- und Randtropen zugerechnet werden. (ENDLICHER 2000:355-356, MANANDHAR 2002:18-19). Drei große Flusssysteme sind in Nepal zu unterscheiden. Das Flusssystem des Karnali im Westen von Nepal umfasst die Vorfluter Tinau, West Rapti, Babai und Mahakali.

In Zentralnepal ist das Flusssystem des Narayani und in Ostnepal der Sapta Koshi mit den Zuflüssen Bagmati, Kamala und Kankai zu nennen. Alle drei Einzugsgebiete verfügen über Quellgebiete im Hoch-Himalaya. Die Entwässerung erfolgt südwärts in den Ganges. Die Einzugsgebiete der drei Hauptströme Karnali, Narayani und Sapta Koshi unterteilen das Land in ungefähr drei gleichgroße Gebiete, welche als Grundlage zur Einteilung in West-, Zentral- und Ostnepal herangezogen werden können (HANNAH et al. 2005:20). Die wichtigsten Vorfluter und die Einteilung in West-, Zentral- und Ostnepal sind in der folgenden Abbildung 13 ersichtlich.

4 Untersuchungsgebiet 44 _______________________________________________________________

Abbildung 13. Vorfluter Nepals und die Unterteilung in West-, Zentral- und Ostnepal.

(Quelle: KANSAKAR et al. 2004:1647).

4.2 Physiographische Unterteilung Nepals Über 90% der Landesfläche sind durch gebirgiges Terrain charakterisiert (SHRESTHA et al. 1999:2776). Neben der Dreiteilung in West-, Zentral- und Ostnepal kann das Untersuchungsgebiet von Süd nach Nord ebenso dreigeteilt werden. Im Süden bis 1000 m a.s.l. grenzt sich das Tiefland vom Binnenland ab, welches die Flächen zwischen 1000 bis 3000 m a.s.l. einnimmt. Im Norden schließt sich ab 3000 m a.s.l. das Hochgebirge an. Die Abbildung 14 zeigt die Dreiteilung Nepals nach Geländehöhe und die Lage der Baumgrenze.

4 Untersuchungsgebiet 45 _______________________________________________________________

Abbildung 14. Dreiteilung Nepals nach Geländehöhe. (Quelle: eigene Darstellung).

Nepal weist die charakteristischen vier Hauptgebirgsketten des Himalaya auf (Abschnitt 2.2.1). In Nepal sind des Weiteren die für den Himalaya typischen Trockentäler zu finden, welche sich im Regenschatten hoher Gebirgsketten befinden und oft einer Ost-West Orientierung unterliegen. Als Beispiel sind das Obere Kaligandaki Tal und das Bheri Tal zu nennen (WATSON & PULLAN 2008:o.S.). Daher kann das Untersuchungsgebiet als repräsentativ für den (Zentral) Himalaya angesehen werden.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten Nepal in physiographische Regionen zu unterteilen. Wie bereits in Abschnitt 2.2.1 (Abbildung 7) angedeutet, ist die Klassifizierung nach HAGEN (1960, zitiert in MANANDHAR 2002:18) üblich. Von Süden nach Norden voranschreitend wird Nepal in die Zonen des Terai, der Siwalik Gebirgskette, der Mahabharat Gebirgskette, das Binnenland, den VorderHimalaya, den Hoch Himalaya und schließlich in das tibetanisches Grenzgebirge oder auch Transhimalaya eingeteilt. In der Abbildung 15 sind die physiographischen Zonen Nepals visualisiert, wobei die Siwalik Kette in dieser Abbildung noch die Unterklasse der Dun Täler (Dun Valleys) besitzt.

4 Untersuchungsgebiet 46 _______________________________________________________________

Abbildung 15. Physiographische Unterteilung Nepals. (Quelle: DAHAL & HASEGAWA 2008:432).

Es folgen die Erläuterungen zu den entsprechenden Zonen der Abbildung 15. In Klammern und Kursivschrift ist die englischen Bezeichnungen in der Abbildung 15.

Terai (Terai):

Der Terai ist ein schmaler Streifen mit fruchtbarem alluvialen Boden, der sich von Ost nach West mit einer mittleren Höhe von 200 m a.s.l. im Süden von Nepal erstreckt. Die Geländehöhe variiert zwischen 60 m a.s.l. und 330 m a.s.l..



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