Sonnenscheindauer - Beobachtungsdaten

 

Grundlagen

Als Sonnenscheindauer bezeichnet man die tatsächliche Dauer der direkten Sonnenstrahlung an einem bestimmten Ort innerhalb eines definierten Zeitraumes. Indirekt liefert die Sonnenscheindauer somit auch Hinweise auf die Stärke der Bewölkung.

 

Datengrundlage und Kartenerstellung

Die Flächenkarten werden in monatlicher bzw. jährlicher Auflösung auf der Basis von Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) berechnet. Der DWD unterhält ein umfangreiches und langjähriges Stationsnetz, das mit unterschiedlichster Messtechnik und Sensorik beispielsweise Daten zur Sonnenscheindauer erhebt. Die Daten werden nach international festgelegten Normen gewonnen und stehen meist mindestens seit 1951 zur Verfügung. Der DWD interpoliert die Stationsdaten unter Berücksichtigung der Geländetopographie auf ein Raster von 1 km × 1 km, sodass sich Flächenkarten für NRW ergeben. Bei der Interpolation werden jahreszeitliche Unterschiede (z. B. im Winter: Zunahme der Sonnenscheindauer mit der Höhe, da Berge häufig aus dem Nebel über den Niederungen herausragen; im Sommer ist die Sonnenscheindauer in den Höhenlagen meist geringer durch verstärkte Konvektion und häufigeres Auftreten von Wolken) berücksichtigt. Die Flächenkarten auf Jahresbasis werden zu zeitlichen Mittelwerten für verschiedene 30-Jahres-Perioden aggregiert. Die Auswertung erfolgt für die Zeiträume 1961-1990, 1971-2010 sowie 1981-2010.

 

Kartenbeschreibung

Bei der Verteilung der Anzahl der Sonnenstunden zeigen sich deutliche räumliche Unterscheide. Teilweise variieren die Muster je nach Betrachtungszeitraum. Insgesamt lässt sich eine hohe Sonnenscheindauer mit meist mehr als 1500 Sonnenstunden pro Jahr im vieljährigen Mittel im Lee der Eifel bis hinein in die Zülpicher Börde sowie in weiten Teilen der westfälischen und niederrheinischen Bucht ableiten. Die Bereiche NRWs, die mit meist unter 1400 Stunden die geringste Anzahl an Sonnenschein im langjährigen Mittel in NRW aufweisen liegen in den Höhenlagen des Sauer- und Siegerlandes sowie Teilen des Weserberglandes. Dadurch, dass das Gelände sehr stark reliefiert ist, sind lokal dennoch weitaus günstigere Verhältnisse möglich. Bedingt durch die geringe Dichte des Netzes zur Messung der Sonnenscheindauer gehen diese Feinheiten durch das Interpolationsverfahren möglicherweise verloren.

 

Abbildung 1: Anzahl der Sonnenstunden in Nordrhein-Westfalen in den Klimanormalperioden des Zeitraumes 1961-2010 (Datengrundlage: DWD).

Abbildung  2: Jahresgang der Sonnenscheindauer dargestellt anhand der mittleren Monatssummen als Gebietsmittel für NRW für den Zeiträumen 1971-2000 sowie 1981-2010 (Datengrundlage: DWD)

 

Der Jahresgang der Sonnenscheindauer zeigt den für die gemäßigten Breiten typischen Verlauf (Abbildung 2). Im Monat Dezember werden in NRW verbreitet mit einer Sonnenscheindauer von weniger als 40 Stunden pro Monat die wenigsten Sonnenstunden erreicht. Dies resultiert in erster Linie aus den astronomischen Bedingungen, durch die sich der Sonnenstand im Jahr verändert. Zudem sind im Allgemeinen im Winter hohe Bedeckungsgrade zu verzeichnen. Astromomisch gesehen müsste der Juni der Monat mit den meisten Sonnenstunden sein. Allerdings überlagern sich die im Jahresverlauf unterschiedlichen Bewölkungsgrade. So kommt es, dass der Juni eine deutlich niedrigere Sonnenscheindauer aufweist als die Monate Mai und Juli, in denen in weiten Teilen NRWs mit annähernd 200 Sonnenstunden im Jahr die höchsten Sonnenscheindauern registriert wurden. Ursache dafür ist die starke Konvektionsbewölkung, die sich im Juni bildet.

  

Entwicklung

Im Vergleich der drei dargestellten Zeiträume in Abbildung 1 sieht man eine Zunahme der Sonnenscheindauer in Nordrhein-Westfalen. Lag die mittlere jährliche Sonnenscheindauer 1961-1990 im Mittel für NRW noch bei rund 1440 Stunden, so waren es im Zeitraum 1971-2000 1470 Stunden und im Zeitraum 1981-2010 traten etwa 1510 Sonnenstunden im Schnitt pro Jahr auf. Das räumliche Verteilungsmuster der Sonnenscheindauer mit hohen Werten in der Zülpicher Börde sowie der westfälischen und niederrheinischen Bucht und geringen Werten in den Höhenlagen des Sauer- und Siegerlandes sowie im Osten des Weserberglands bleibt über alle Zeiträume erhalten.

Die Zunahme der Sonnenscheindauer lässt sich auch bei Betrachtung der Einzeljahre aufzeigen (Abbildung 3). Das Flächenmittel Nordrhein-Westfalens der Sonnenscheindauer ergibt im Zeitraum 1950 bis 2010 einen ansteigenden Trend von etwa 100 Stunden (Differenz zwischen Beginn und Ende der linearen Trendlinie). Dieser Anstieg ist nach Mann-Kendall signifikant. Die Jahre 1959 und 2003 waren mit über 1950 Sonnenscheinstunden mit Abstand die sonnenreichsten Jahre der Zeitreihe.

 

 

Abbildung 3: Mittlere jährliche Sonnenscheindauer (in Stunden) in NRW im Zeitraum 1951-2010 (Datengrundlage: DWD)