Nach Schultz (2000), Ökozonale Gliederung der Erde, gehört diese Zone zu den Tropisch - Subtropischen Trockengebieten

Gesamt-Karte mit allen Ökozonen und
Gesamt-Tabelle als Überblick

Diese Zone liegt hauptsächlich zwischen den Subtropischen Winterregengebieten und den Tropischen Sommerregengebieten. Tropische (monsunale) Regen können sporadisch und lokal von Süden her weit in den Wüstengürtel hinein reichen.

Nach Walter & Breckle (1983-1994), Ökologie der Erde, Band 3, gehört diese Klimazone zum Zono-Biom (ZB) III als Subtropisch-arides Zonobiom (Wüstenklima), d.h. der gesamte Wüstengürtel der Sahara (über die Wendekreise hinaus bis in die ariden Gebiete mit sporadischen Sommerregen) wird hier zu den Subtropen gezählt.

Gesamt-Karte mit allen Zono-Biomen,
Gesamt-Tabelle als Überblick,
sowie die typischen Klimadiagramme, dieser Zone.

• Wüsten unterschiedlichster Ausprägung sind generell klimatisch bedingt und können nicht durch den Menschen geschaffen werden. Dagegen ist der Mensch durch Bewirtschaftung von fragilen Landschaften bzw. Ökosystemen in der Lage, diese zu degradieren bzw. zu "verwüsten", was allgemein auch als anthropogene "Desertifikation" bezeichnet wird, was begrifflich jedoch nicht korrekt ist. Die Vegetation dieser degradierten Landschaften (durch Übernutzung bzw. Nichtbeachtung der ökologischen Tragfähigkeit der Landschaften) kann sich i.d.R. nach Aufgabe der Übernutzung über unterschiedliche Sukzessionsstadien regenerieren, wobei allgemein die notwendige Regenerationszeit mit der Zunahme der Aridität zunimmt.
• Mit anderen Worten: Degradierte Kurzgras- und Dornstrauchsavannen sowie Steppengebiete mit geringen Niederschlägen brauchen nach Aufgabe der wirtschaftlichen Nutzung besonders lange, um einer nachhaltigen Nutzung wieder zugeführt werden zu können.

Kältewüsten (sogenannte physiologische Wüsten) d.h. polare Wüsten wie Arktis und Antartis (die Antarktis ist die grösste Wüste) und [Hoch-]Gebirgs-Kältewüsten, da hier das Wasser nur gefroren vorliegt und damit nicht pflanzenverfügbar ist und auch die Temperaturen zu niedrig sind, um Pflanzenwachstum zu ermöglichen. Kältewüsten werden selbstredend in der VL nicht behandelt.

Trockenwüsten (sogenannte wahre Wüsten), d.h. kühl-temperierte Wüsten der trockenen Mittelbreiten und warme bis heisse Wüsten der Subtropen und Tropen.

Bei den Trockenwüsten handelt es sich immer um aride Gebiete, in denen

• der jährliche mittlere Niederschlag geringer ist als die mittlere jährliche Gesamtverdunstung. In den Subtropen beginnt die Halbwüste etwa dort, wo der Niederschlag < 250mm/a ist.
• die potentielle Evaporation wenigstens doppelt so hoch ist wie der Niederschlag.
• Die Trockengrenze spielt als quasi "dynamische" Trennlinie zwischen semihumiden (Niederschlagsüberschuss im Jahresmittel) und semiariden (Niederschlagsdefizit im Jahresmittel) Klimaten bzw. Vegetationszonen, bezogen auf die jährliche Gesamtverdunstung (Evapotranspiration), eine entscheidende Rolle. Pflanzenwachstum kommt in den Trockenwüsten immer vor, auch wenn die Abstände zwischen den Individuen manchmal 'zig Kilometer betragen können.

Heisse Wüsten, d.h. Subtropisch/ Tropische heisse Wüsten (z.B. die Sahara N-Afrikas und weniger extrem die Kalahari S-Afrikas). Auch die heissen Wüsten weisen - trotz ihres scheinbar gleichen Aussehens - sehr unterschiedliche Bedingungen auf. Vgl. unter Niederschlagsverteilung!

Abb. rechts: Vegetationslose Dünenlandschaft (Erg - aus dem Arabischen für Dünenmeer) und eine Fels- und Steinwüste (Hammada - aus dem Arabischen für leblos, abgestorben) in der SO-Sahara (SW-Ägypten). Die Niederschläge liegen hier bei etwa 1mm/a, d.h. es ist durchaus möglich, dass die absolut niederschlagsfreien Zeiten 30 Jahre und mehr umfassen.

Küstenwüsten fast ohne Regen, aber häufig mit viel Nebel (z.B. S-Amerika in Chile mit Atacama, Peru mit Fortsetzung der Atacama, am kalten Humboldtstrom gelegen, und S-Afrika mit Namib, am kalten Benguelastrom gelegen), auch kühlere Wüsten als Folge kalter Meeresströmungen.

Abb. rechts: Nahezu vegetationslose Küste Namibias mit weiten Dünenfeldern. Die sich westlich anschliessenden Dünen im Sossusvlei im Namib Naukluft Park gehören mit bis zu 300m (und mehr) Kammhöhe zu den weltweit höchsten. Trotz der geringen Niederschläge, beherbergt die Namib eine reichhaltige Flora und Fauna.

Des weiteren werden "Morphologische Wüstentypen" (vgl. nächsten Abschnitt!) und "Ökologische Wüstentypen" unterschieden.

Vollwüsten und extreme Wüsten werden ausschliesslich in abflusslosen (ariden) Landschaften angetroffen, in denen jegliche Verdunstungsvorgänge zu einer Salzakkumulation an der Bodenoberfläche führen.

Grundwassernahe Standorte (die es durchaus in der Wüste gibt) werden oft durch starke Salzverkrustungen des Oberbodens charakterisiert. Übrigens auch Salze, die auch heute noch z.B. im nördlichen Sudan "geerntet" und auf weit entlegenen Märkten verkauft werden. Im Bereich dieser Standorte finden sich häufig verschiedene Oasentypen.

Die Wüsten können auch in Abhängigkeit von ihren Verwitterungsakkumulationen charakterisiert werden (nach Walter & Breckle 1984, S. 214/215):

• "Die Steinwüste oder Hammada (Hamada, von arab. hammada = abgestorben, leblos) mit an der Oberfläche liegenden Gesteinsbrocken, während die feinen Verwitterungsprodukte ausgeblasen werden. Sie ist vor allem auf den Tafelbergflächen verbreitet.
• Die Kieswüste oder Serir (oft wird auch das Mosaik von Kies- und Sandwüste als Reg bezeichnet). Es handelt sich um ausgewehte verwitterte Konglomerate mit eckigen Steinen oder um ausgewehte, meist fossile Flussalluvionen mit abgerundeten Steinen, die den grössten Teil der Bodenoberfläche bedecken.
• Die Sandwüste oder Erg (Areg), die entweder aus weitständig bewachsenen Sandflächen oder vom Wind aufgehäuften, vegetationslosen Dünen besteht.
• Die Tonwüste mit Tonpfannen oder Sebkhas (Schotts, Playas, Plajas), mit höheren Salzgehalten im Boden, die mehr oder weniger Krusten bilden können. In der Regel ist eine Etablierung von Vegetation im Zentrum der Plajas (vgl. Beispiel mit Vegetationsverteilung!) nicht möglich.
• Die Böden der Erosionstäler oder Wadis (Queds) mit vom Wasser abgelagerten alluvialen Lockergesteinen, die nach Korngrösse sortiert oft bis in Takyrflächen auslaufen." (vgl. Beispiel mit Vegetationsverteilung aus dem Halbwüsten-Bereich NW-Ägyptens mit typischer Abflussrinnen-Vegetation).

Die Tropisch - Subtropischen Wüsten zeichnen sich durch ihre Regenarmut aus, welche auf globalklimatische Mechanismen, speziell die tropisch-subtropischen Luftströmungen (vgl. Abb. unten!), zurückzuführen sind. Charakteristisch sind extrem schwankende Jahresniederschläge bei einer gleichbleibend hohen Globalstrahlung sowie potentiellen Evaporation

• Berechnung pot. Evapotranspiration - pETP / 759 KB)
• Aridity Zones - Vital Climate Graphics of Africa - UNEP - United Nations Environmental Program

Zu den zweifellos trockendsten heissen Wüsten der Erde gehört die Sahara (von arab. Es-Sahra = die Wüste) mit ihren hyperariden Bedingungen (verschiedentlich wird auch die o.g. nordchilenische, eher temperiert-kühle, Küstenwüste Atacama genannt). Die jährlichen Niederschläge der Sahara in ihrem östlichen Teil (südliche Libysche Wüste) erreichen in einigen Teilen wohl kaum 1mm/a (vgl. Bornkamm & Kehl 1990 )

Hintergrund:
Die über dem äquatorialen Kalmengürtel bzw. der Innertropischen Konvergenzzone (ITC) als Tiefdruckrinne (T) aufgestiegenen feuchten Luftmassen verlieren durch Ausregnen ihre hohen Wassergehalte und fliessen in grosser Höhe zu den Polen hin ab.

Die Luftmassen werden zunehmend trockener, kälter und dichter und sinken im Bereich der Wendekreise ab, wobei sich die Luft trocken-adiabatisch um jweils 1°C je 100 Höhenmeter erwärmt. Dieser Vorgang führt zur Entwicklung der randtropisch-subtropischen Hochdruckzellen (H) = Antizyklone, welche während der Sommermonate in der Nordhemisphäre die sommerheissen und trockenen mediterranen Klimabedingungen charakterisieren.

• Abb. rechts oben: Idealisiertes Schema mit Tiefdruckrinne (T) mit Innertropischer Konvergenzzone (ITC) sowie etwa ab Wendekreis randtropisch-subtropische Hochdruckgebiete (H) und dazwischen die tropische Hadley-Zelle. Die Sonne scheint über der ITC eher senkrecht. Zenitalregen sind besonders häufig. Die Luftmassenbewegungen über Afrika erschliessen sich eindrucksvoll auf der von der NASA (The Spherical Shape of the Earth: Climatic Zones) zur Verfügung gestellten Grafik [access 10.05.04] sowie auf dem Satellitenbild der östlichen Sahara.

Wolkenbildungen kommen im Kernbereich der Hadley-Zelle nun fast nicht mehr vor, so dass es während des Tages zu extremen Sonneneinstrahlungen und während der Nacht über Land zu hohen Strahlungs- bzw. Wärmeverlusten kommt, die sich über den Meeren weniger stark auswirken als kontinental (z.B. Sahara). Nachtfröste sind hier keine Seltenheit.

Die extrem trockene Luft fliesst (in der Hauptsache) nun oberflächennah - und durch die Corioliskraft abgelenkt - zum Äquator zurück (NO- bzw. SO-Passat - engl. NE- and SE Trade Winds) Vgl. Sie noch einmal das Satellitenbild der östlichen Sahara.

Die Luftmassen beschreiben damit einen Kreis, die sogenannte Hadley-Zirkulationszelle. Polwärts grenzt die Hadley-Zelle an die Ferrel-Zirkulationszelle (engl. Mid-Latitude Cell) der Mittleren Breiten, die mit ihren Nordwest-Winden winterliche zyklonale Niederschläge über die generell winterfeuchten Subtropen hinaus in die Randbereiche der subtropischen Wüsten tragen. Dagegen werden vom Äquator nach den Polen hin abnehmend mit der Verlagerung der ITC jeweils sommerliche Niederschläge in die Savannengebiete getragen ( Feuchtsavanne, > Trockensavanne, > Dornstrauchsavanne).

Es kann durchaus vorkommen, dass die nordafrikanischen Länder Ägypten, Libyen und Algerien über die subtropischen winterlichen Niederschläge hinaus, auch sehr geringfügig und sporadisch monsunale sommerliche Niederschläge in ihren südlichen Landesteilen - welche unter dem nördlichen Wendekreise liegen - erhalten.

• Im Gegensatz zu Schultz (2000) - vgl. Tabelle oben! -, beginnt nach Walter (1968) bzw. Walter & Breckle (1983) die Wüste im Bereich der
  • Subtropen (äquatorwärts) bei Niederschlägen ab < 200mm
    • (nach Bornkamm & Kehl 1989 / 1990 ab < 250 mm Niederschlag, vgl. Tab. unten!)
  • und im Bereich der Tropen (polwärts) bei < 300mm.
    
    Abhängig von anderen Klimaparametern unterschiedlicher geografischer Lage ist wohl von einem Korridor auszugehen, der zwischen 200 und 300mm Niederschlag im Jahr liegt.

Als Resultat langjähriger Forschungen in der Libyschen Wüste (östliche Sahara, "Western Desert" von Ägypten), von der Mittelmeerküste bis zur Sahelzone [date of access: 04.04.05] (ein ca. 1.600km langes Transekt), wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 69, Geowissenschaftliche Probleme arider Gebiete, von Reinhard Bornkamm und Mitarbeitern (vgl. Bornkamm & Kehl (1989), Bornkamm & Kehl (1990), Kehl & Bornkamm (1993), Kehl (1987) u.a. differenzierende Subzonen in Abhängigkeit von Niederschlag und Entwicklung der Ökosysteme (vor allem bzgl. Stoffkreisläufe) ermittelt.

• Danach reicht die Subtropische Halbwüste (semi desert) von (250) 150 - 100 (80) mm Niederschlag. Erst ab < 100 (80) mm jährlichem Niederschlag beginnt die Vollwüste und ab 50 (20) mm die Extremwüste oder auch hyeraride Wüste mit Niederschlägen unter einem Millimeter (full desert - extreme desert).

• ¹: Dabei handelt es sich um Ökosysteme mit "gebietseigener" Primärproduktion, d.h. hier wachsen / wuchsen Pflanzen am Standort. Entweder leben sie oder sie stehen als 'dead standing crop' der Tierwelt zur Verfügung.
• ²: In diesen Ökosystemen fehlen lebende oder tote Pflanzen als Primärproduzenten am Standort. Organische Substanz wird "gebietsfremd" aus entfernten Landschaften mit dem Wind heran transportiert. Vgl. Bornkamm, R. (1987) Allochthonous Ecosystems.- Landscape Ecology, Vol. 1, No. 2: 119-122. ( 85Kb)

Wichtiges Charakteristikum der Wüsten ist die extreme Variabilität der Niederschläge in ihrer Höhe und der zeitlichen Verteilung.

• Bei jährlichen Niederschlagsraten von z.B. 200mm an einem bestimmten Ort kann es vorkommen, dass mehrere Jahre hintereinander die Regenmengen 50 bis 80% unter den Durchschnittswerten liegen. Dagegen können - lokal begrenzte - starke Einzel-Niederschlagsereignisse innerhalb kurzer Zeit die Gesamtniederschlagsmenge eines Durchschnittsjahres erreichen.
• Häufig wird deshalb auch von "Spotiness of Rainfall" gesprochen (Sharon 1972).

Daraus folgt: Die Aussagekraft von Durchschnittswerten (einer bestimmten Messstation) ist besonders in diesen Landschaften nur sehr gering (und generell immer zu hinterfragen!).

Erst verlässliche Angaben zur Variabilität der Niederschläge in ihrer Höhe und zu möglichen Trockenperioden über einen langen Zeitraum vermitteln eine seriöse Basis für jegliche Nutzung.

• So beträgt z.B. die mittlere (!) jährliche Abweichung vom Durchschnittswert des Niederschlages in NW-Ägypten (z.B. Mersa Matruh) 25 bis 30% bei 134mm/a, im Bereich Alexandria an der Nilmündung 30 bis 40% bei 194mm/a (in Berlin übrigens bei 3 bis 4% bei 581mm/a) und in Kairo bereits weit über 40% bei 29mm/a. Treffen geringe Niederschlagsmenge und hohe Niederschlagsvariabilität zusammen, so ist immer mit langanhaltenden Dürreperioden zu rechnen (Angaben aus Glantz 1996, S. 100).

Daraus folgt: Die extreme Variabilität der Niederschläge gehört somit zu den entscheidenden Begrenzungen für jegliche Landwirtschaft in den semi-ariden und ariden Gebieten.

• Dies trifft sowohl für die Randgebiete der Subtropischen wie Tropischen Wüsten zu.

In Abhängigkeit von der geografischen Lage, können Subtropisch / Tropische Wüsten verschiedene, oder sogar mehrere "Regenzeiten" aufweisen.

• Z.B. haben Sonora und Karoo zwei Regenzeiten,
• die nördliche Sahara, Mohavewüste und die Vorderasiatischen Wüsten haben nur eine winterliche Regenzeit,
• die südliche Sahara und die Namib (siehe jedoch unten!) haben dagegen eine sommerliche Regenzeit,
• die zentrale Sahara ist dagegen nahezu regenlos, d.h. Niederschläge können dort viele Jahrzehnte ausbleiben, wobei es vorkommen kann, dass sporadisch winterliche subtropische oder sommerliche tropische Niederschläge dieses extrem trockene Gebiet erreichen können,
• die Halbwüsten (und seltenen wirklichen Wüsten) Zentralaustraliens erhalten sporadisch unabhängig von der Jahreszeit geringe Niederschläge,
• einige Küstenwüsten, als Folge kalter Meeresströmungen (Peru, Chile, Namib), erhalten kaum Regen, dagegen Niederschlag in Form von Nebel. Vgl. Beispiel S-Amerika! [date of access: 18.09.04]
  
  Abb. rechts: Niederschlagsgradient in Afrika (N-Ägypten) mit abnehmenden Subtropischen Winterregen von Norden nach Süden. (nach Bornkamm & Kehl 1990, aus Kehl & Bornkamm 1993)
  
  In SW-Ägypten werden kaum noch 1mm Niederschlag pro Jahr erreicht. D.h., es ist wahrscheinlich, dass über sehr lange Zeiträume überhaupt kein Tropfen Regen fällt. Aber auch hier kann es dann punktuell zu Starkregenereignissen kommen.