Die Klimatologie befasst sich mit atmosphärischen Phänomenen unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Größenordnungen. Weil sich aus den großen raumzeitlichen Unterschieden auch Unterschiede in der Methodik ergeben, hat sich eine dreistufige Einteilung der Maßstäbe bewährt.
Das Mikroklima beschränkt sich auf wenige Meter bis einige Kilometer, z. B. ein Zimmer, eine Wiese oder einen Straßenzug. Ein Pionier auf diesem Gebiet war der Botaniker Gregor Kraus.
Das Mesoklima bezieht sich auf Landschaften oder Länder bis zu einigen hundert Kilometern Ausdehnung.
Das Makroklima beschreibt kontinentale und globale Zusammenhänge.
Der zeitliche Maßstab schwankt zwischen wenigen Minuten einer Mikroturbulenz, über tägliche und monatliche Veränderungen von Jahreszeiten, bis hin zu jahrelangen Trends, wie beispielsweise der globalen Erwärmung.
Klassifikation
In der Klimatologie können Gebiete mit ähnlichen klimatischen Bedingungen nach verschiedenen Systemen (Klassifikationen) Klimazonen zugeordnet werden. Die Klimaklassifikation nach Köppen benutzt hierfür die mittlere jährliche Temperatur- und Niederschlagsverteilung, dargestellt in einem hygrothermischen Klimadiagramm. Die einzelnen Zonen werden mit einem zwei- bis vierstelligen Buchstabencode versehen. Als Grenze einer Klimazone hat Wladimir Peter Köppen die natürliche Verbreitung bestimmter typischer Pflanzenarten vorgeschlagen.
Teildisziplinen
Die Klimatologie und Klimaforschung ist keine scharf abgegrenzte, geschlossene Wissenschaft, sondern beschäftigt sich als primäres Teilgebiet der Meteorologie und Geographie mit den physikalischen Erscheinungen der Lufthülle der Erde und ihrer Interaktion mit den Gegebenheiten der Erdoberfläche in Raum und Zeit.[5]
Es werden vier Teildisziplinen der Klimatologie unterschieden:
Darüber hinaus haben sich viele Spezialgebiete bzw. Unterdisziplinen der Klimatologie entwickelt. Einige dieser Überschneidungen sind jedoch häufig Gegenstand wissenschaftlicher Arbeiten, so dass sich feste Bezeichnungen etabliert haben, die in der Regel der speziellen Klimatologie zugeordnet werden können.[6]
Die Klimageographie untersucht vor allem die Wechselwirkung des Klimasystems mit anderen Systemen, also beispielsweise Ökosystemen. In diesem Zusammenhang können auch die Begriffe Stadt- und Geländeklimatologie der Klimageographie zugeordnet werden.
Die Bioklimatologie untersucht die Einwirkungen des Klimas auf die Lebewesen, insbesondere auf den Menschen.
Die Geländeklimatologie beschäftigt sich mit dem Klima der unteren Atmosphäre, der atmosphärischen Grenzschicht. Es werden vor allem die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und der Beschaffenheit der natürlichen Erdoberfläche betrachtet.
Die Stadtklimatologie untersucht ebenfalls das Klima der Grenzschicht, beobachtet jedoch die Veränderungen des Klimas durch urbane Strukturen, also die Auswirkungen von Gebäuden und Straßen auf das lokale Klima. Siehe hierzu: Stadtklima.
Die Historische Klimatologie befasst sich mit der Klimageschichte in historischer Zeit, also in Epochen, aus denen Schriftquellen vorliegen. Darüber hinaus weist sie mehrere Schnittstellen zu einigen Spezialgebieten der Archäologie auf, wie der Gletscher-, Küsten- und Geoarchäologie.
Die Aeroklimatologie bezeichnet die Untersuchung klimatischer Vorgänge in der Atmosphäre.
Die klimatologischen Modelle dienen dem Auffinden möglicher Trends und der Gewichtung einzelner Faktoren.
Stand der Forschung
Meilensteine der Klimawissenschaften seit 1800
Der Stand der Forschung in der Klimatologie wird vom Weltklimarat (IPCC) in regelmäßigen Abständen zusammengefasst und publiziert. Er enthält darüber hinaus auch kurze Zusammenfassungen von Kernaussagen für politische Entscheidungsträger.
Dominik Erdmann, Stefan Brönnimann: Humboldts Wetterwerkstatt. Die Anfänge der modernen Klimaforschung. Haupt, Bern 2023, ISBN 978-3-258-08324-7. (Open Access Ausgabe)
Rudolf Geiger: Das Klima der bodennahen Luftschicht. 4. Auflage. Vieweg, Braunschweig 1961
Peter Hupfer (Hrsg.): Das Klimasystem der Erde. Diagnose und Modellierung, Schwankungen und Wirkungen. Akademischer Verlag, Berlin 1991, ISBN 3-05-500712-3
Richard Bradley, Roman Frigg, Katie Steele, Erica Thompson und Charlotte Werndl: Philosophie der Klimawissenschaften. In: Simon Lohse und Thomas Reydon (Hrsg.): Grundriss Wissenschaftsphilosophie: Die Philosophien der Einzelwissenschaften, Hamburg: Meiner, 2017, 381–411.
Martin Kappas: Klimatologie: Klimaforschung im 21. Jahrhundert - Herausforderung für Natur- und Sozialwissenschaften. 2. Auflage. Springer Spektrum, Heidelberg 2024, ISBN 978-3-6626-2104-2.
Historische Literatur
Johann Gottfried Galle: Grundzüge der Schlesischen Klimatologie. J. Max & Komp., Breslau 1857.
↑ Anmerkung: Auf der Grafik liegt, anders als die Farbmarkierungen bei den Temperaturschwellen, die 0-°C-Linie auf der Grenze zwischen türkis und blau. → Jahresgang der Grafik (animiert)
↑Die Klimageographie mit Gelände- und Stadtklimatologie, die Bioklimatologie, Paläoklimatologie, Strahlungsklimatologie und Energiemeteorologie werden als Unterdisziplinen der Speziellen Klimatologie genannt in: Martin Kappas: Klimatologie – Klimaforschung im 21. Jahrhundert - Herausforderung für Natur- und Sozialwissenschaften. 2. Auflage. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, S.=II, doi:10.1007/978-3-662-62105-9.
