mini|hochkant=1.5|Strand mit Kokospalmen (Philippinen): Sinnbild für die Tropenzone mini|hochkant=1.5|Landwirtschaft in den Tropen (Bangladesch): Sehr oft noch nicht mechanisiert mini|hochkant=1.5|Untergliederung in Subzonen und Klimatypen nach der Vegetation
Die Tropen (von ) – auch tropische (Klima-)Zone oder Niedere Breiten – sind in erster Linie eine der erdumspannenden Klimazonen, die durch bestimmte solare oder thermische Schwellenwerte abgegrenzt werden. Die tropische Zone erstreckt sich parallel zu den Breitenkreisen in Ost-West-Richtung; nach der solaren Definition zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis um die gesamte Erde (mit dem Äquator als Mittellinie).Wilhelm Lauer, Daud Rafiqpoor, Peter Frankenberg: Die Klimate der Erde. Eine Klassifikation auf ökophysiologischer Grundlage der realen Vegetation. In Erdkunde, Band 50, Heft 4, Boss, Kleve 1996, PDF; 4,5 MB, abgerufen am 22. Dezember 2021, S. 276–277, 291–292, sowie Beilage V (10 Kartenseiten). Polwärts schließen sich die Subtropen an. Nach thermischen Parametern kommt es je nach Klimaklassifikation und Autor zu erheblichen Abweichungen von den solaren Grenzen.
Das herausragende Merkmal aller tropischer Gebiete ist die über das gesamte Jahr fast gleichbleibende Tageslänge, die nur um maximal 3 Stunden schwankt; immer hohen Sonnenständen zur Mittagszeit sowie einer jährlichen Regenzeit, deren Dauer mit zunehmender Entfernung vom Äquator abnimmt.Michael Richter (Autor), Wolf Dieter Blümel et al. (Hrsg.): Vegetationszonen der Erde. 1. Auflage, Klett-Perthes, Gotha und Stuttgart 2001, ISBN 3-623-00859-1, S. 223, 257, 294. Hinzu kommt eine grundsätzliche Frostfreiheit.
Die Untergliederung der Tropen ist vielfältig (Übersicht siehe nebenstehende Grafik): Innerhalb der Tropen werden die äquatornahen immerfeuchten Inneren Tropen von den zu den Wendekreisen hin sommer- bzw. wechselfeuchten Äußeren Tropen bis zu den trockenen Randtropen als Subzonen unterschieden, die sich in unterschiedlichen Klimatypen, Öko- und Vegetationszonen zeigen.
Mindestens vier Klimatypen werden unterschieden: Zum einen die tropischen Regenwaldklimate entlang des Äquators, die von den wechselfeuchten Feuchtsavannenklimaten gesäumt werden. Nach einer anderen Untergliederung werden beide zusammen auch Feuchte Tropen genannt.
Demgegenüber stehen die Trockenen Tropen, zu denen die ebenfalls wechselfeuchten Trockensavannenklimate der Äußeren Tropen und schließlich in die Dornsavannenklimate der Randtropen gehören. Letztere zählen sowohl zu den sommerfeuchten als auch zu den tropisch / subtropischen Trockengebieten, die am Ende in tropische Halbwüsten und Wüsten übergehen. (Da die zugehörigen Heißen Wüstenklimate zum größten Teil in den Subtropen liegen, werden sie dort behandelt.)
Alle vorgenannten Untergliederungen beziehen sich nur auf die in geringer Höhe (je nach Klimatyp) von 1200 bis maximal 2000 m über dem Meeresspiegel gelegenen planar-kollinen Warmtropen. Typische Klimaeigenschaften der Tropen gelten jedoch auch für die höher gelegenen Gebiete. Aufgrund der höhenwärtigen Temperaturabnahme spricht man ab der montanen Höhenstufe in tropischen Gebirgen, wenn die 18- oder 20 °C-Isotherme unterschritten wird, von Kalttropen.
Im weiteren Sinne steht der Begriff Tropen über die klimatische Betrachtung hinaus für den globalen, geozonalen Naturraum mit seinen weiteren Eigenarten.
Durch die globale Erwärmung kommt es zu einer Verschiebung der Klimazonen mit weitreichenden Folgen. Zum einen dürften die halbtrockenen Tropen (z. B. die Savannen des Sahel) von zunehmenden Niederschlägen profitieren, so dass der Ackerbau mehr Erträge bringt. Die feuchten Zonen der Tropen, die bereits weitgehend entwaldet sind, werden hingegen durch zunehmende Trockenheit und Waldbrände weiter ihre Artenvielfalt einbüßen. Intakter Regenwald hingegen wirkt ausgleichend auf den Wasserhaushalt und kommt mit steigenden Temperaturen relativ gut zurecht. In dem Zusammenhang sind auch Veränderungen der Vegetationsverteilung bei im Tropengürtel liegenden Gebirgszügen zu erwarten.
Als Außer- oder Ektropen werden diejenigen Gebiete zusammenfassend bezeichnet, die nicht in den Tropen liegen und demnach ein Jahreszeitenklima aufweisen (Subtropen, Mittelbreiten, Polargebiete).
Klimazone mini|links|hochkant=3.5|Tropische Klimazone nach drei bekannten KlassifikationenFestlegung der Zonengrenzen nach: — Troll & Paffen (1964) — Lauer, Rafiqpoor & Frankenberg (1996) — Siegmund & Frankenberg (1999/2006) Elementare Makroklimate (maximale Ausdehnung): Übergänge zu Makroklimaten benachbarter Zonen / Weitere Flächen: ///// Übergangsklimate zu Nachbarzonen Subtropisch/tropische Trockengebiete: (nur tropische Anteile) (Bei der Untergliederung (die auch Grundlage der Tabelle im Abschnitt Klimatypen ist) handelt es sich um eine beispielhafte Einteilung, die sich im Wesentlichen an die Arbeit von Schultz anlehnt.Im Hinblick auf die Globale Erwärmung wurden die ariden und semiariden Klimate (bezüglich Wüstenbildung, Versteppung), die Schultz klimatisch als Trockene Mittelbreiten und Tropisch / subtropische Trockengebiete zusammenfasst, separat erfasst. Zudem die gemäßigten Regenwaldklimate, die Schultz zwar mehrfach erwähnt, dann aber nicht separiert. Sie dient dazu, die große Zahl der „realen“ Klimatypen aus den gängigen Klassifikationsmodellen entsprechend zuzuordnen und damit besser vergleichbar zu machen.)
Solare Abgrenzung mini|300px|Mittag in den Tropen, die Sonne steht fast im Zenit (erkennbar am Schattenwurf der Palmen).
Die typischen, ganzjährig fast gleichbleibenden „Sonnenläufe“ in den Tropen bedingen das Phänomen des Tageszeitenklimas, sodass die Einstrahlung permanent hoch ist. Dabei steht die Sonne – im Bereich der Wendekreise am Tag der Sommersonnenwende einmal jährlich und ansonsten überall in den Tropen zweimal jährlich (über dem Äquator um den 21. März und den 23. September) – senkrecht über der Erde (im Zenit). Da dieses Phänomen polwärts an den Wendekreisen bei genau 23° 26′ 05″ nördlicher und südlicher Breite endet, sind sie die „natürlichen“ Grenzen der (solaren) Tropen.
Strahlungsdaten Die höchsten Sonnenstände der Klimazone liegen von den Wendekreisen bis zum Äquator zwischen 43 und 67° zur Wintersonnenwende und zwischen 90 und 67° zur Sommersonnenwende.Ermittelt über Online-Rechner: Sonnenstand an einem gegebenen Tag. Azimut- und Elevationstabelle. Online, abgerufen am 9. November 2022. Dies führt zu einer mittleren jährlichen Globalstrahlung von 1700 bis über 2200 kWh/m² in den Tropen.Materialien der Hochschule Mannheim, Institut für Energie- und Umwelttechnik: Mittlere jährliche Globalstrahlung, RRE 03/2006, PDF, abgerufen am 17. März 2023. S. 26 von 40 (nach RWE). Dies sind die höchsten Werte auf der Erde.
Die Tageslängen bewegen sich im Jahreslauf zwischen gleichbleibend 12 Stunden am Äquator und 10,5 und 13,5 Stunden an den Wendekreisen; das entspricht jährlichen Schwankungen von 0 bis 3 Stunden.Heinz Nolzen (Hrsg.): Handbuch des Geographieunterrichts. Bd. 12/II, Geozonen, Aulis Verlag Deubner & Co. KG, Köln 1996, ISBN 3-7614-1619-9. S. 6. Während der Vegetationsperiode liegen die Tageslängen im Mittel bei 12 bis 13 Stunden.Jürgen Schultz: Die Ökozonen der Erde. 4., völlig neu bearbeitete Auflage, Ulmer UTB, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-8252-1514-9, S. 26, Abb. 0.3: Vergleich der Ökozonen nach ausgewählten quantifizierbaren Merkmalen, S. 30, Tab. 1.1: Flächengrößen der Ökozonen (Werte aufgeteilt nach Flächenberechnungen über die Karte „Klimazonen (3 Modelle) und Makroklimate“), S. 35. Tab. 2.1.: Hygrothermische Wachstumsbedingungen in den einzelnen Ökozonen (nach Klimazonen zusammengefasst, z. T. gemittelt), S. 79, Grafik: ‘‘Mittlere jährliche Biotemperatur‘‘, S. 352–353 Abb. B Bodenzonen der Erde.
Der UV-Index (sonnenbrandwirksame Intensität der Ultraviolettstrahlung) ist im Jahresmittel um 12:00 Uhr Mittags mit 9 bis über 14 sehr hoch bis extrem hoch.Abgeleitet aus commons-Karte „GOME.uviecclimyear lr.gif“, basierend auf GOME-Spektrometerdaten des ESA-Satelliten ERS-2, wie vom KNMI (Königliches Niederländisches Meteorologisches Institut) veröffentlicht. In tropischen Hochgebirgen werden bei klarem Himmel die weltweit höchsten Werte gemessen.
Thermische Merkmale mini|Tropische Gewächse – wie diese Ficus-Art – vertragen keinen Frost
Durch diverse Faktoren (insbesondere Luft- und Meeresströmungen) wird die durch die eingestrahlte Sonnenenergie entstehende Wärme unregelmäßig nach Norden oder Süden transportiert. Die thermischen Grenzen der Tropen weichen daher mehr oder weniger von den solaren Grenzen ab. Vor diesem Hintergrund haben diese Gebiete einen hohen bis mittleren maximalen Energieeintrag mit niedriger Variationsbreite.Werner H. Terjung, Stella S-F. Louie: Energy Input-Output Climates of the World: A Preliminary Attemp. Los Angeles 1971, PDF; 1,75 MB, abgerufen am 3. Juli 2022, S. 136, 148, 152, 157, 158, 159, 164.
Aufgrund der ständig hohen Sonnenstände und der gleichbleibenden Wetterlagen betragen die Schwankungen der Tagestemperatur im Tieflandregenwald nur bis zu 7 Kelvin.Monika Sánchez: Was ist die thermische Amplitude? Information auf meteorologianenred.com, abgerufen am 19. Dezember 2022. In den sommerfeuchten Tropen hingegen sind 9 Kelvin in der Regenzeit und 18 Kelvin in der Trockenzeit typisch. Grundsätzlich bleiben alle tropischen Gebiete ganzjährig frostfrei.
Vergleicht man verschiedene Karten der Klimazonen (oder vergleichbarer geozonaler Modelle), so fallen erhebliche Abweichungen der Zonengrenzen auf, wie man bereits an den drei Modellen der hier veröffentlichten Karte erkennen kann.Auf der Nordhalbkugel liegt die Grenze zu den Subtropen in Indien im Luftmassenstau des Himalaya mindestens 850 km nördlicher als der Wendekreis. Andernorts ist die mittlere Übereinstimmung der thermischen und solaren Grenze am Wendekreis relativ gleich.
Durch die kalten Strömungen des Humboldtstroms vor West-Südamerika und des Benguelastroms vor Südwestafrika liegt die Grenze zu den Subtropen auf der Südhalbkugel jeweils mindestens 1000 km näher an den Äquator. Im mittleren Südafrika liegt die Subtropengrenze rund 300 km weiter polwärts. Ansonsten ist die Übereinstimmung im Mittel recht gut. (Abgeleitet aus commons-Karte Klimazonen (3 Modelle) und Makroklimate.png, Entfernungen per Messwerkzeug auf der Karte Die größten Gebirge der Erde (für Wikipedia), Google Maps, abgerufen am 6. November 2022.)
Klassifikationen und Festlegungen Etliche Wissenschaftler haben versucht, die Grenzen der Klimazonen grundlegend zu definieren oder ihre Ansätze ermöglichen die Ableitung entsprechender Schwellenwerte. Einige Beispiele: