Reliefenergie

Reliefenergie, Reliefunterschied oder relatives Relief sind Werte in der Geomorphologie, um die Hangneigungen verschiedener Geländeausschnitte miteinander zu vergleichen. Es gibt zwei klassische Verfahren:

  • Berechnung des durchschnittlichen maximalen Höhenunterschiedes der Geländeeinheit durch Feststellung der Unterschiede zwischen dem höchsten und niedrigsten Punkt in jeder Zelle der Fläche eines vorher festgelegten Rasters; im Allgemeinen in Meter (Höhenunterschied) pro Quadratkilometer (oder einer anderen Flächeneinheit) oder entfernungsbezogen (beispielsweise in einem Radius von fünf Kilometern Luftlinie als Höhendifferenz).
  • Statt des Höhenunterschiedes wird bei den gleichen vorgenannten Ausgangsvoraussetzungen die durchschnittlichen Steilheit in Grad (°) oder Prozent (%) ermittelt.
Die größte Reliefenergie der Landoberfläche hat die Dhaulagiri-Südwand im nepalesischen Himalaya mit 4.622 m Höhenunterschied
Der größte Höhenunterschied eines Gebirges liegt bei 10.203 m zwischen dem Gipfel des Mauna Kea (Hawaii) und der tiefsten, untermeerischen Stelle am Fuß des Berges

Die Verwendung eines statischen Rasters ist zumeist wenig sinnvoll, weil dabei zwangsläufig Zellen entstehen, bei denen der höchste oder tiefste Punkt an einem Hang liegt, während die tatsächlichen Gipfel oder Senken bereits in der benachbarten Zelle liegen. Dies wird mit der sogenannten „moving window“-Technik vermieden, bei der die (gleich großen) Rasterzellen den tatsächlichen Gegebenheiten angepasst werden (siehe Abbildung). Trotz allem sind die Werte bei diesem Verfahren aufgrund der Reduktion aller Zwischenhöhen ungeeignet, um quantitative Vergleiche verschiedener Gebirge anzustellen (zwei Gebirge mit einer identischen Reliefenergie können grundverschiedene Geländeformen, Hangneigungen und unterschiedlich viele Gipfel aufweisen). Daher wird die Reliefenergie nur qualitativ im Sinne kategoraler Begriffe (gering, mäßig, stark, steil, schroff u. ä.) oder zur groben Reliefklassifikation der Gebirgstypen verwendet.

DefinitionBearbeiten

 
Berechnung der Reliefenergie am Beispiel Harz: Beim statischen Raster (5 × 5 km, schwarze Zellen) ist der höchste Punkt (Brocken) nicht überall ganz erfasst und der niedrigste Punkt liegt (in der Beispielzelle unten links) ebenfalls ungünstig, sodass die Reliefenergie hier nur 505 m maximaler Höhenunterschied beträgt, während sie mit der „moving window“-Technik – bei der die (rote) Zelle „sinnvoll“ ausgerichtet ist – realistischer bei 691 m liegt. Obwohl der Brocken klimatisch und ökologisch knapp bis in die Hochgebirgsregion reicht, weist die Reliefenergie den Harz klar als Mittelgebirge aus

Der Begriff[1] geht schon auf Albrecht Penck (1894)[2] zurück. Um einer präziseren Bezeichnung willen spricht man heute von „relativem Relief“ als flächenbezogene Größe. Die Angabe in Metern je Quadratkilometer wird etwa von Barsch und Caine (1984)[3] genannt, es gibt auch Definitionen über eine feste Distanz (in Metern je Kilometer), was einer spezifischen Höhendifferenz entspricht, etwa 5 km (dieselben Autoren), Finch und Trewartha (1949)[4] gaben 10 Meilen (ca. 16 km). Der zweite, größere Wert ist für wenig profilierte Mittelgebirge geeigneter, 5 Kilometer Distanz zum Bergfuß sind auch im Hochgebirge keine Seltenheit.

Verwendung in der theoretischen GeomorphometrieBearbeiten

Der Begriff Reliefenergie wurde deshalb eingeführt, um die Höhenunterschiede in einem Gebiet unabhängig vom Meeresspiegel (absolute Höhe) besser fassen zu können. So liegen zwar Hochländer (zum Beispiel Hochland von Tibet) oft in großer Höhe über dem Meeresspiegel, weite Gebiete sind jedoch relativ eben und besitzen kaum Reliefenergie. Die Seealpen am Mittelmeer reichen zwar nur in relativ geringe Höhe, haben aber aufgrund ihres Fußes auf Meeresspiegelniveau eine große Reliefenergie.

Verwendet wird die Größe etwa für die Definition geomorphometrischer Terrain-Klassen:

Relief-Klassifikation nach Barsch & Caine (1984)[3][1]
Typ Höhendifferenz
über 5 km Distanz
Relatives Relief
(flächenbezogen)
High mountain system (Hochgebirge) > 1000 m 500 m/km²
Mountain system (Gebirge) 500–1000 m 200 m/km²
Mountainous terrain (Bergland) 100–500 m 100 m/km²
Hilly terrain (Hügelland) 50–100 m 50 m/km²

Verwendung in der geowissenschaftlichen PraxisBearbeiten

 
Meran (Südtirol) und seine Bergwelt: Der Höhenunterschied zwischen Etschtal-Grund und den 3000er-Berggipfeln beträgt 2500 m
 
Die Karte des IÖR-Monitors zeigt anschaulich die unterschiedlichen Reliefenergien in Deutschland (Rasterweite 1 km²).

Die Reliefenergie wird in der Praxis vor allem angewendet, um mit ihrer Hilfe eventuell auftretende Bodenerosion besser abschätzen zu können. Sie ist keine absolute Größe, sondern von der speziellen Wahl der Bezugfläche je nach Fragestellung abhängig, kann also für einen Hang ebenso ermittelt werden, wie für den ganzen Bergstock, oder einen großen Gebirgsraum.

Für flächendeckende Darstellung wird auch ein gleitendes Mittel errechnet, je nach Feinheit etwa für jeden Punkt in einem 10-km-Radius, womit sich die Topographie ganzer Landschaftsräume darstellen lässt. Damit gewinnt man auch Aussagen über die Reliefvariabilität (Vielfältigkeit und Abwechslungsreichtum des morphometrischen Formenschatzes einer Region), was mit zunehmender feinskaligen Auswertung digitaler Geländemodelle, die heute auf satellitengestützten Laserscan-Daten beruhen, sehr präzise Modellierungen erlaubt.[5]

Eine solche Modellierung bietet der Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor). Hier wird deutschlandweit die Reliefenergie bzw. das relative Relief dargestellt. So kann die physische Gliederung des Landes nachvollzogen werden, da auf Grundlage des Digitalen Geländemodells (DGM 10) die Differenz zwischen maximalem und minimalem Höhenwert für jede Gebietseinheit ermittelt wird. In der Abbildung sind deutlich zu erkennen die Mittelgebirgsregionen in Mittel- und Süddeutschland sowie das Alpenvorland an der Grenze zur Schweiz und Österreich. Wie stark die Gebietseinheiten durch das Relief geprägt sind, wird vor allem durch die Wirkung von Flüssen bzw. Flusszuläufen sichtbar. Besonders deutlich zeigt sich reliefgestaltende Wirkung an der Donau und ihren Zuflüssen im Alpenvorland[6].

LiteraturBearbeiten

  • Albert Schläpfer: Die Berechnung der Reliefenergie und ihre Bedeutung als graphische Darstellung. Diss. Thesis-Zürich, Huber, Zürich 1938, OCLC 2801061

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. a b Stefan Rasemann: Geomorphometrische Struktur eines mesoskaligen alpinen Geosystems. Dissertation Rheinische Friedrich–Wilhelms–Universität Bonn. Bonn 2003, 2.1.2 Definition und Abgrenzung des Hochgebirges: Relatives Relief, S. 17 f. (pdf, hss.ulb.uni-bonn.de [abgerufen am 10. Februar 2017]).
  2. Albrecht Penck: Morphologie der Erdoberfläche. Engelhorn, Stuttgart 1894, S. o.A.
  3. a b D. Barsch, N. Caine: The nature of mountain geomorphology. In: Mountain Research and Development 4, 1984, S. 287–298 (Fundstelle S. o.A.).
  4. V.C. Finch, G.T. Trewartha: Physical Elements of Geography. McGraw–Hill, New York 1949, S. o.A.
  5. eine Anwendung der Ökologie vergl. etwa Reliefvariabilität, Ministerium für Wirtschaft, Klimaschutz, Energie und Landesplanung Rheinland-Pfalz, wald-rlp.de
  6. [1] IÖR-Monitor. Abgerufen am 10. November 2016.