Polargebiet

Die Polargebiete, auch polare Klimazonen oder Polarzonen genannt, sind in erster Linie eine der erdumspannenden Klimazonen, die durch bestimmte solare oder thermische Schwellenwerte abgegrenzt werden. Die beiden Polargebiete, die Arktis im Norden und die Antarktis im Süden, liegen wie zwei Kappen auf der Erde, jeweils mit einem der beiden Pole im Mittelpunkt. Ihr Rand wird nach der solaren Definition von den Polarkreisen gebildet. Richtung Äquator schließen sich die gemäßigten Zonen an – genauer: die kaltgemäßigten. Nach thermischen Parametern kommt es je nach Klimaklassifikation und Autor zu erheblichen Abweichungen von den solaren Grenzen.

Das herausragende Merkmal aller polarer Klimate ist das Phänomen von Polartag (mit Mitternachtssonne) und Polarnacht, wobei die Sonne länger als 24 Stunden über bzw. unter dem Horizont bleibt. Am Polarkreis dauert das Phänomen zur Sommer- bzw. Wintersonnenwende jeweils genau einen Tag, an den Polen (fast) ein halbes Jahr. Weitere wichtige Merkmale – die jedoch ebenso für die alpine und nivale Höhenstufe der Hochgebirge aller Klimazonen zutreffen, sind sehr lange, sehr kalte Winter mit dauerhaft vergletscherten Regionen, Kältewüsten und Tundren ohne Baumbewuchs.

Im weiteren Sinne steht der Begriff Polargebiet über die klimatische Betrachtung hinaus für den globalen, geozonalen Naturraum mit all seinen weiteren Eigenarten.

Durch die globale Erwärmung kommt es zu einer Verschiebung der Klimazonen mit weitreichenden Folgen für Arktis und Antarktis. Dort wirkt zusätzlich die polare Verstärkung, die zu noch höheren Temperaturen führt. Dies beschleunigt das Abschmelzen der Eiskappen und das Auftauen der Permafrostböden. Durch das Vordringen von Gehölzen (auf der Nordhalbkugel) schrumpfen die Tundren: eine Bedrohung für die Artenvielfalt.

Klimazone

Solare Abgrenzung

Die typischen jährlichen „Sonnenläufe“ bedingen das Phänomen von Polartag und -nacht zwischen Polarkreis und Pol, sodass diese Breitenkreise – die (heute) genau bei 66° 33′ 55″ nördlicher und südlicher Breite verlaufen, seit jeher als „natürliche Grenze“ zwischen den Polargebieten und den gemäßigten Zonen angesehen werden.

Strahlungsdaten

Der Einstrahlungswinkel der Sonne ist mit Höchstständen von 47° an den Polarkreisen bis nur noch 23° an den Polen sehr flach. Dies führt zu einer mittleren jährlichen Globalstrahlung von unter 800 kWh/m² in den Polargebieten.

Die Tageslängen bewegen sich im Jahreslauf zwischen 0 und 24 Stunden an den Polarkreisen und 0 bis 4.380 Stunden an den Polen. Während der Vegetationsperiode liegen die Tageslängen im Mittel bei 20 bis 24 Stunden.

Der UV-Index (sonnenbrandwirksame Intensität der Ultraviolettstrahlung) ist im Jahresmittel um 12:00 Uhr Mittags mit 0 bis unter 2 niedrig.

Thermische Merkmale

Durch diverse Faktoren (insbesondere Luft- und Meeresströmungen) wird die durch die eingestrahlte Sonnenenergie entstehende Wärme unregelmäßig nach Norden oder Süden transportiert. So ist die Hudson Bay in Kanada das halbe Jahr zugefroren, während der Hafen von Hammerfest in Norwegen, mehr als 1.000 km weiter nördlich – das ganze Jahr eisfrei bleibt.

Die thermischen Grenzen der Polargebiete weichen daher mehr oder weniger von den solaren Grenzen ab. Vor diesem Hintergrund haben diese Gebiete einen niedrigen maximalen Energieeintrag mit geringer Variationsbreite.

Die größten Teile der Polarzonen sind ganzjährig von Eis und Schnee bedeckt und/oder durch kontinuierlichen, tiefgründigen Permafrost und mittlere Jahresminima größtenteils unter −40 °C gekennzeichnet. Bis auf sehr schmale Küstenstreifen liegen alle Böden der Polarzone im Permafrost mit maximalen Bodentemperaturen um die 0 °C, im Gebietsdurchschnitt zwischen −7 bis −14 ° und im Extrem bis −36 °C. Permafrost kommt auf mindestens 10, meistens jedoch über 90% der Flächen vor.

Die reale durchschnittliche Jahresmitteltemperatur der bodennahen Luftschichten wird für den gesamten Zonenraum mit −23 °C angegeben. Während die absoluten Minima in der Arktis um −50 °C auf dem Land und um −30 °C auf dem Meereis liegen, kommt die Antarktis aufgrund der Höhe des Eisschildes von bis zu 4.897 m auf Werte unter −85 °C.

Das Oberflächenwasser polarer Meere ist im Schnitt unter +3 °C kalt.

Hygrische Merkmale

Zur Bestimmung eines Klimatyps sind neben den verschiedenen Temperaturen ebenso Messwerte zur Wasserversorgung erforderlich. Da jede Klimazone verschiedene Klimatypen umfasst, sind die im Folgenden aufgeführten Mittelwerte für den gesamten Klimagürtel nur in Bezug auf die zonale Abfolge aussagekräftig:

Im hochpolaren Raum ist es ganzjährig niederschlagsarm bis wüstenartig; im subpolaren Übergangsraum – insbesondere in Küstengebieten – kommt es hingegen häufig zu Niederschlägen (allerdings von geringer Intensität). Die mittleren jährlichen Niederschläge liegen von den Polen Richtung Äquator in der Arktis bei geringen 100 bis 600 mm und in der Antarktis bei sehr geringen 0 bis 300 mm. Der Großteil der Niederschläge fällt als Schnee. Etwa ein Drittel bis zur Hälfte davon verdunsten wieder. Diese Kombination führt zu einer allgemein geringen Luftfeuchtigkeit, abgesehen von den kurzen, nebelreichen, kühl- bis kalten Polarsommern. Dennoch ist der Himmel in den Polargebieten im Mittel stark bewölkt.

Wettersysteme

Das Klima der beiden polaren Zonen wird im Rahmen der planetarischen Zirkulation von den Polarzellen bestimmt. Sie werden von kalten, bodennahen Luftmassen in einer relativ stabilen Hochdruckkappe gebildet, die von den Polen äquatorwärts strömen. Durch die ablenkende Erddrehung entstehen dabei die vorherrschenden polaren Ostwinde. Sie erwärmen sich in der gemäßigten Zone und steigen ab rund 60° Breite in den subpolaren Tiefdruckrinnen auf, um in der Höhe an der Tropopause wieder zu den Polen zurückzuströmen. Im globalen Zusammenhang sind die Kaltluftgebiete der Polarzonen – die in der Höhe durch tiefen Luftdruck gekennzeichnet sind – die Gegenspieler zu den warmen Luftströmungen aus den Tropen. Das Aufeinandertreffen – in der sogenannten Polarfront – findet jedoch in den Mittelbreiten statt (nach den genetischen Klimaklassifikationen wird dieser Bereich separat als Subpolare Zone bezeichnet). Die Wetterlagen in den Polarregionen sind in der Regel langanhaltend. Es können Katabatische Winde und (hurrikanähnliche) Polartiefs auftreten.