Im Vergleich zu früheren Jahrzehnten besteht gegenwärtig ein wesentlich grösserer Bedarf an klimatologischen Informationen. Es werden sogar häufig Details über die klimatischen Bedingun­gen, besonders in bezug auf die räumliche und zeitliche Auflösung, gewünscht, die aufgrund der verfügbaren Datenbasis nur schwer oder gelegent­lich überhaupt nicht geliefert werden können.

Um so mehr ist es erforderlich, alle Anstrengun­gen zu unternehmen, die in verschiedenen Quellen vorhandenen Klimainformationen zusammenzu­tragen, sie nach einheitlichen Methoden zu bear­beiten, zu analysieren und zu interpretieren.

Das im Rahmen der »Europäischen Konfödera­tion der Oberrheinischen Universitäten« (EUCOR) entstandene Forschungsprojekt »REgio-KLIma-­Projekt (REKLIP)« hat sich zum Ziel gesetzt, die geographisch zwar eine Einheit bildende, aber durch Landesgrenzen in drei politische Bereiche aufgeteilte Region des Oberrheingrabens nach ein­heitlichen Gesichtspunkten klimatisch zu analy­sieren. In Figur 1.1 sind die an dem Vorhaben beteiligten Institutionen zusammengestellt.

Der Oberrheingraben mit seinen Randgebirgen, den Vogesen im Westen, dem Schwarzwald im Osten und dem Schweizer Jura im Süden (siehe Karte 1), stellt im europäischen Raum eine geo­graphisch herausragende Struktur dar, die histo­risch stets ein besonders bevorzugtes Siedlungs­gebiet bildete. In der jüngeren Geschichte ist in dieser Region zwischen Karlsruhe im Norden und Basel im Süden eine rasante industrielle Entwick­lung abgelaufen, bei der sich eine beträchtliche Umwandlung der Landnutzung von agrarischen bzw. forstlichen hin zu städtischen und industriel­len Nutzungen vollzogen hat. Der Oberrheingra­ben stellt ebenfalls wegen seiner besonderen geo­graphischen Struktur eine wichtige Verkehrsver­bindung in nord-südlicher Richtung im Zentrum von Europa dar. Verkehrsverbindungen für den Auto- und Schienenverkehr erfahren gerade ge­genwärtig einen stärkeren Ausbau, durch den wie­derum fortschreitende Umweltbelastungen hervorgerufen werden. Diese Umweltbelastungen bewirken einerseits schleichende, in einer Dekade von Jahren kaum quantifizierbare Veränderungen, andererseits enthalten sie auch kurzzeitige, aber um so gefährlicher wirkende Komponenten in Form von Störfallen bei industriellen Prozessab­läufen oder beim Transport gefährlicher Stoffe auf Strasse und Schiene. Die schleichende Verände­rung kann in vielen Ballungsgebieten in dem deutlichen Rückgang der Sichtweite, der sich über mehrere Jahrzehnte hinweg vollzogen hat, festge­stellt werden (siehe GASSMANN 1985).

Gerade weil die vielfältigen Massnahmen der Landes-, Regional- und Siedlungsplanung zu Ent­scheidungen führen, die irreversibel sind oder zumindest für einen Zeitraum von Jahrhunderten Gültigkeit behalten, ist es um so notwendiger, auf die wichtigen natürlichen Prozesse, die die klimatischen Bedingungen einer Region bestimmen, Rücksicht zu nehmen. Überall dort, wo in dem extrem vernetzten natürlichen System zu starke Eingriffe an einer Stelle vorgenommen werden, hat es weitreichende, oft erst nach längeren Zeit­räumen erkennbare Konsequenzen. Es muss daher als oberstes Prinzip gelten, bei der Gestaltung des menschlichen Lebensraums die Summe der Ver­änderungen der natürlich ablaufenden Prozesse zu minimieren.

Als Klima wird der mittlere Zustand der Atmo­sphäre bezogen auf einen bestimmten Raum und auf eine bestimmte Zeit bezeichnet. Die klassische Klimatologie verwendet zur Beschreibung des Klimas langzeitige Mittelwerte der Zustandsva­riablen, die an einem Ort gemessen werden, die Häufigkeit des Auftretens extremer Ereignisse und andere statistische Kenngrössen der Klimava­riablen.

Als wichtigste Zustandsvariablen werden die Lufttemperatur, die Luftfeuchte, die Windge­schwindigkeit, die Windrichtung, der Niederschlag, die Sonnenscheindauer, die Globalstrah­lung, die Bewölkung, der Nebel, die Sichtweite und die Gewitterhäufigkeit betrachtet. Diese phy­sikalischen Zustandsvariablen werden in der Kli­matologie als Klimaelemente bezeichnet. Zusätz­lich zu den physikalischen Zustandsvariablen sind auch die chemischen Zustandsvariablen wie z.B. der Aerosolgehalt oder die Ozonkonzentration in den Vordergrund des Interesses gerückt. Die che­mischen Zustandsvariablen, d.h. die Konzentra­tionen, in denen die Bestandteile der Luft oder die Komponenten der luftverunreinigenden Stoffe auf­treten, werden zum Gebiet der Luftverunreini­gung gezählt. Klimatologisch relevant sind die chemischen Zustandsvariablen nur dann, wenn aufgrund ihrer Eigenschaften wie Reflexions-, Streu- und Absorptionsvermögen die physikali­schen Zustandsvariablen wie beispielsweise die Temperatur, die Luftfeuchte, die Sichtweite oder der Niederschlag dadurch beeinflusst werden. Ohne diese rückkoppelnden Einflüsse stellen die chemi­schen Zustandsvariablen eine Fragestellung der Lufthygiene, der Luftreinhaltung oder der Ge­sundheit dar.

Unter dem Regionalklima versteht man den mittleren atmosphärischen Zustand in horizontalen Bereichen zwischen 2 km und 2000 km. Für diese begrenzten Räume ist einesteils entschei­dend, wie die übergeordneten, grossräumigen Be­dingungen in Form der allgemeinen atmosphäri­schen Zirkulation wirksam sind. Andernteils wird eine starke räumliche Differenzierung des Klimas durch die Geländegestalt und durch die Landnut­zung in einer Region bewirkt. Bei den Einflüssen, die von der Geländegestalt herrühren, kann eines­teils von einer Nahwirkung, andernteils von einer Fernwirkung gesprochen werden. Für die Nahwir­kung sind vor allem die direkt an die Geländege­stalt gekoppelten Prozesse wie beispielsweise Hangauf- und -abwinde, Konvektion über den Bergkuppen oder die differentielle Strahlungsaufnahme aufgrund unterschiedlicher Hangneigung und -exposition verantwortlich. Zur Fernwirkung sind solche Phänomene zu zählen, die erst wie bei Wind- oder Niederschlagsschattenzonen in grös­serer Entfernung von der auslösenden Gelände­struktur in Erscheinung treten.

Fig. 1.1: Institute, die mit ihren Forschergruppen am Regio-Klima-Projekt (REKLIP) teilnehmen.

Das hier vorliegende Untersuchungsgebiet ist besonders durch seine topographische Struktur gekennzeichnet. In der Mitte des Rheingrabens liegt das Gelände nur wenig mehr als 100 m über dem Meeresspiegel, die berandenden Gebirge er­reichen an den höchsten Stellen über 1400 m. Eine statistische Verteilung der Geländehöhen ist auf der Basis einer horizontalen Auflösung von 250 m in Figur 1.2 wiedergegeben. Es ist erkennbar, dass die Höhenbereiche um 240 m und um 450 m be­sonders häufig vertreten sind.

Zu Teilregionen des betrachteten Gebiets lie­gen aus früheren Jahren zahlreiche Untersuchun­gen vor. So ist beispielsweise eine detaillierte Analyse der wichtigsten Klimavariablen für das Gebiet des Elsass in »L' Atmosphère en Alsace« (METEOROLOGIE NATIONALE 1976) enthalten. Diese Arbeiten konzentrieren sich jedoch im wesentli­chen auf die französischen Anteile des Rheingra­bens. Das Analogon findet man im Klimaatlas für Baden-Württemberg (DEUTSCHER WETTERDIENST 1953), dessen Analyse des Klimas im Oberrhein­graben ebenfalls am Rhein endet. Zudem stammt diese Analyse aus Zeiten, in der einerseits der atmosphärischen Umwelt noch nicht so viel Aufmerksamkeit beigemessen wurde und andererseits moderne Datenquellen wie Satellitendaten oder Methoden wie Simulationsmodelle noch weitge­hend fehlten.

Fig. 1.2: Statistische Verteilung der Geländehöhen im Untersuchungsgebiet (Auflösung 250 m).

Für den Bereich Regionalklimatologie ist die Umsetzung der von der Sonne zugestrahlten Ener­gie und der von den überlagerten, grossräumigen Strömungen herantransportierten Energie von aus­schlaggebendem Interesse. Hierdurch werden ent­scheidende und typische Abläufe auch im langzei­tigen Mittel, z.B. der Tagesgang oder der Jahres­gang einzelner Klimaelemente, geprägt. Gerade weil für viele Bereiche wie beispielsweise die Pflanzenwelt, der Tagesrhythmus einen beson­ders wichtigen Einflussfaktor darstellt, bilden sol­che Informationen über die Klimaelemente in der Bewertung klimatischer Einflüsse für die Ökolo­gie eine fundamentale Grundlage.

Der Klimaatlas »Oberrhein Mitte-Süd« stellt die wichtigsten Klimaelemente in der flächenhaf­ten Differenzierung und teils in der zeitlichen Auflösung bis zu mittleren Tagesgängen einzelner Monate dar, soweit es die Beobachtungen aus den Messnetzen verschiedener Betreiber wie Wetter­dienste, Landesanstalten für Umweltschutz, Ener­gieversorgungsunternehmen, Forschungsinsti­tutionen oder anderer privater Betreiber erlauben.