KLIMAVARIABILITÄT Die Dendroklimatologie ist ein eigenständiges Forschungsgebiet, das sich mit der Rekonstruktion des Klimas mit Hilfe datierter Jahrringserien beschäftigt. Einige Grundgedanken daraus sollen hier kurz vorgestellt werden. Rekonstruktion der Sommertemperatur Die Bildung der Jahrringe unterliegt einer Reihe von Einflüssen; die Palette reicht vom Klima, über Baumalter, Bestandesstruktur bis zu externen Wachstumseinflüssen wie beispielsweise Luftschadstoffe. Als „Alterstrend“ wird das Phänomen bezeichnet, dass mit zunehmendem Baumalter immer schmälere Jahrringe gebildet werden. Zur Rekonstruktion des Klimas müssen dieser Alterstrend sowie mögliche andere Störsignale entfernt werden. Dafür werden verschiedene statistische Verfahren vorgeschlagen. Nachdem der Alterstrend weitgehend aus den Jahrringserien eliminiert worden ist, kann mit verschiedenen statistischen Methoden die Beziehung zwischen Klima und Wachstum untersucht werden. Mittels einfacher Korrelationsanalyse wurde gezeigt, welche Klimadaten am besten mit den Jahrringbreiten der Bäume am Dachstein zusammenhängen, nämlich die Durchschnittstemperatur der Monate Juni und Juli. Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik stellte hierzu die entsprechenden Klimadaten aus Kremsmünster zur Verfügung. Aufbauend auf die gefundenen Beziehungen wurde eine Transferfunktion zur Rekonstruktion von Temperaturwerten aus Jahrringbreiten erstellt. Dazu wurde der Datensatz geteilt: Aus Jahrringbreiten der ungeraden Jahre von 1851 bis 1995 wurde, um Temperaturwerte zu schätzen, mittels einer multiplen Regression eine Kalibrationsfunktion errechnet. Die geschätzten Temperaturwerte wurden dann an Hand der Daten der geraden Jahre desselben Zeitraumes verifiziert. Dieser Vorgang wurde in umgekehrter Reihenfolge wiederholt, um eine optimale Qualität der Schätzung von Temperaturwerten aus Jahrringbreiten zu erreichen. Jene Regressionsgleichung, die in der Verifikation die beste Vorhersage erzielte, wurde zur Rekonstruktion der Sommertemperatur verwendet. Die multiple Regressionsanalyse ergab, dass gut ein Drittel der Variabilität erklärt werden kann. Auf Basis dieses Zusammenhanges wurden die Juni-Juli Temperaturen bis ins Jahr 750 AD aus den Jahrringbreiten geschätzt. Anstatt der rekonstruierten Absolutwerte für die Sommertemperatur kann die Darstellung der Abweichung von der Mitteltemperatur der Jahre 1850 bis 1996 die Abfolge von Kalt- und Warmphasen während der letzten 1250 Jahre gesehen werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit stimmen gut mit bislang publizierten Temperaturrekonstruktionen aus Europa überein. Das EU-Projekte „ALP-IMP“ (http://www.zamg.ac.at/ALP-IMP/) beschäftigt sich mit der Klimavariabilität in den Alpen. Rekonstruktion der Abweichung der Sommertemperatur (Juni-Juli) der letzten 1250 Jahre vom Mittel der Jahre 1850 – 1996 (geglättet mit einem gleitenden Mittel über 20 Jahre). Rekonstruktion des Niederschlages Die Bildung der Jahrringe unterliegt einer Reihe von Einflüssen; die Palette reicht vom Klima, über Baumalter, Bestandesstruktur bis zu externen Wachstumseinflüssen wie beispielsweise Luftschadstoffe oder forstlichen Schädlingen. Was löst bei einer Schwarzföhre Stress aus? Abgesehen von forstlichen Schädlingen, ist dies vor allem lang anhaltende Trockenheit im Frühjahr bzw. im Sommer. Da die Schwarzföhren häufig auf sehr felsigen Südhängen stocken, kann es bei Wassermangel im Boden, der durch die Trockenheit entsteht, zur abrupten Beendigung des Wachstums kommen. Wenn dann doch wieder Wasser verfügbar wird, z.B. nach leichtem Regen, setzen die Bäume ihr Wachstum fort. Dieses vorzeitige Beenden des Zuwachses kann man in der Jahrringstruktur als so genannte „Dichteschwankung“, oder „falsche Jahrringe“ erkennen. Dichteschwankungen in den Jahrringen der Schwarzföhre Als „Alterstrend“ wird das Phänomen bezeichnet, dass mit zunehmendem Baumalter immer schmälere Jahrringe gebildet werden. Zur Rekonstruktion des Klimas müssen dieser Alterstrend sowie mögliche andere Störsignale entfernt werden. Dafür werden verschiedene statistische Verfahren vorgeschlagen. Nachdem der Alterstrend weitgehend aus den Jahrringserien eliminiert worden ist, kann mit verschiedenen statistischen Methoden die Beziehung zwischen Klima und Wachstum untersucht werden. Mittels einfacher Korrelationsanalyse wurde gezeigt, welche Klimadaten am besten mit den Jahrringbreiten der Schwarzföhren zusammenhängen, nämlich die Niederschlagssummen des Frühjahres und des Sommers. Es gibt hier geringe Variationen zwischen den Standorten, jedoch kann man als den Zeitraum, der das Wachstum der Schwarzföhren beeinflusst, von April bis August des laufenden Jahres festlegen. Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik stellte hierzu die entsprechenden Klimadaten aus Wien zur Verfügung. Aufbauend auf die gefundenen Beziehungen wurde eine Transferfunktion zur Rekonstruktion von Niederschlagswerten aus Jahrringbreiten erstellt. Aus den Jahrringbreiten wurde, um die Niederschläge zu schätzen, mittels einer multiplen Regression, eine Kalibrationsfunktion errechnet. Jene Regressionsgleichung, die die beste Vorhersage erzielte, wurde zur Rekonstruktion der Sommertemperatur verwendet. Die Abbildung zeigt eine Niederschlagsrekonstruktion für den Wiener Raum mittels Schwarzföhre-Bäume. Diese Bäume zeigten für den Zeitraum April bis August der laufenden Vegetationsperiode positive Zusammenhänge mit der Summe der Niederschläge; d.h. in einem Jahr mit trockenem Frühsommer/Sommer wuchs die Schwarzföhre weniger als in einem vergleichsweise feuchten Jahr. Niederschlagsrekonstruktion (April bis August) für den Wiener Raum an Hand von Schwarzföhre-Jahrringen. Dargestellt ist die jährliche Rekonstruktion (dünne Linie), die Rekonstruktion mit einem 20-jährigen gleitenden Mittelwert geglättet und die Messreihe (Wien Hohe Warte), ebenfalls geglättet (dicke Linie). Die Jahrringe der Schwarzföhre bilden häufig die oben erwähnten „falschen Jahrring“ aus. Bei starker Trockenheit im Frühsommer kommt es dabei zur Reduktion des radialen Zuwachses, die erst durch einsetzende Niederschläge wieder aufgehoben wird. Diese „falschen Jahrringe“ wurden in einer Forschungsarbeit genau registriert und ihre relative Häufigkeit in der Abbildung zusammen mit anderen Parametern dargestellt. Es zeigte sich ein enger Zusammenhang mit den Mai-Niederschlägen sowie mit dem gemessenen Grundwasserspiegel. „Falsche Jahrringe“ der Schwarzföhre können demnach sehr exakt über die Schwankungen des Grundwasserspiegels der Vergangenheit Auskunft geben. Schlussfolgerungen Mit Hilfe der Dendroklimatologie, d.h. mit Hilfe der Jahrringbreiten und der Jahrringstruktur der Schwarzföhren kann das Klima der Vergangenheit rekonstruiert werden. Da die Schwarzföhren in erster Linie durch Trockenheit beeinflusst werden, ist der Rekonstruierte Klimawert der Niederschlag – und zwar in der Zeitspanne April bis August des jeweils laufenden Jahres. Ja es ist sogar möglich den Grundwasserspiegel des Wiener Beckens zu rekonstruieren. Die Schwarzföhren im Wiener Becken stellen somit einer der in Mittel-Europa sehr raren Ressourcen zur Rekonstruktion des Niederschlages dar. Zusammenhänge zwischen der Anzahl an falschen Jahrringen, den Mai-Niederschlägen und dem Grundwasserspiegel
