Phytophenological trends in the Swiss Alps, 1951–2002

Authors: Defila, Claudio; Clot, Bernard

Source: Meteorologische Zeitschrift, Volume 14, Number 2, April 2005 , pp. 191-196(6)

Publisher: E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung

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Abstract:

This work aims to study the long term phenological trends in Switzerland and is focused upon the differences between the lowland (lower than 600 m asl) and the alpine regions (higher than 1000 m asl) for the 1951–2002 period. Trends for 651 time series (n >= 30 years) from 75 observation stations and 19 phenophases were calculated. Compared to the results obtained with the dataset 1951–1998, the proportion of the significant trends like the intensity of the trends calculated in days have been reinforced. In every season, a general earlier occurrence of the phenophases has been observed, except by the leaf fall, where a slight delay is more likely to occur. The proportion of significant trends is clearly higher in the alpine regions (42 %) than in the lowland (33 %). On the contrary, the shift towards earlier occurrences is stronger in the lowland. The spring phenophases occur 20 days in advance in the lowland and 15 days in the alpine regions, in summer 19 and 16 days, and in autumn 7 and 4 days earlier in the lowland and the alpine regions respectively. The proportion of significant trends in the regions located in the south of the Alps is remarkable: 64 % in the lowland and 50 % in the alpine regions. In this area, the small number of data only allowed the study of the leaf unfolding and the full flowering. Concerning the full flowering, an advance of 32 days in the lowland and 20 days in the alpine regions was observed. The leaf unfolding occurred 12 days earlier in the lowland and 1 day later in the alpine regions than 50 years before. The trends concerning the full flowering present a stronger trend in the south than in the north of the Alps. On the contrary, the trends concerning the leaf unfolding are stronger in the north. In Switzerland, the climate warming was stronger in the last decades than the global one. The increase in temperature reaches 1.5° for 100 years in winter and 0.4 to 0.8 in summer for the 1864 to 2001 period. As it was several times mentioned, the spring and early summer phenophases are above all influenced by the temperature of the air. Then the trend towards earlier occurrence of the phenological phases is clearly related to the climate warming. In autumn, apart from the temperature, other parameters such as dry periods during the vegetation period play also an important role. Short time weather events such as strong winds, frost or snow fall are the main drivers of the leaf fall. This study gives prominence that phenology is a good indicator of the influences of a climate warming on the development of the vegetation. Strong regional and altitudinal differences are observed in Switzerland.

German
Diese Arbeit behandelt die langjährigen phänologischen Trends in der Schweiz und untersucht die Unterschiede zwischen dem Tiefland und den Alpen der Periode 1951 bis 2002. Die Trendanalysen von 651 Zeitreihen (n >= 30 Jahre, 75 Beobachtungsstationen und 19 Phänophasen) wurden berechnet. Im Verhältnis zu früheren Auswertungen der Periode 1951 bis 1998 hat sich der Trend betreffend der Anzahl der signifikanten Trends und dem Ausmaß der Verfrühung in Tagen verstärkt. Allgemein kann bei allen Jahreszeiten und Phänophasenarten eine Verfrühung der phänologischen Eintrittstermine festgestellt werden. Lediglich beim Blattfall ist mehrheitlich eine Verspätung ersichtlich. Der Anteil der signifikanten Trends ist in den Alpen (über 1000 m ü. NN) mit 42 % wesentlich höher als im Tiefland (unter 600 m ü. NN) mit 33 %. Das Ausmaß der Verfrühung ist aber im Tiefland größer als in den Alpen. So tritt der phänologische Frühling im Tiefland 20 Tage früher und in den Alpen 15 Tage früher ein. Im Sommer ist das Verhältnis vom Tiefland zu den Alpen 19 zu 16 Tagen und im Herbst 7 zu 4 Tagen. Markant ist der Anteil der signifikanten Trends auf der Alpens üdseite der Schweiz mit 64 % im Tiefland und 50 % in den Alpen. Da auf der Alpens üdseite nur wenige Daten zur Blattverfärbung und zum Blattfall vorliegen, wurden nur die Vollblüte und Blattentfaltung untersucht. Bei der Vollblüte konnte eine Verfrühung von 32 Tagen im Tiefland und 20 Tagen in den Alpen berechnet werden. Die Blattentfaltung tritt im Tiefland 12 Tage früher und in den Alpen 1 Tag später als 1951 ein. Diese Trends zeigen im Tiefland und in den Alpen bei der Vollblüte eine stärkere Verfrühung auf der Alpens üdseite als auf der Alpennordseite. Gerade umgekehrt sind die Verhältnisse bei der Blattentfaltung. In der Schweiz ist die Klimaerwärmung markanter als im globalen Mittel. Die Temperaturtrends pro 100 Jahren der Periode 1864 bis 2001 zeigen im Winter eine Erhöhung von rund 1,5 Grad und im Sommer zwischen 0,4 und 0,8 Grad. Da vielfach bewiesen ist, dass die phänologischen Frühlings- und Sommerphasen hauptsächlich von der Lufttemperatur beeinflusst werden, ist der Trend der Verfrühung der phänologischen Eintrittstermine im Frühling und Sommer auf die Klimaerwärmung zurückzuführen. Im Herbst spielenm ¨oglicherweise neben den Temperaturen auch noch Trockenperioden während der Vegetationszeit eine wichtige Rolle. Beim Blattfall sind auch noch aktuelle Wetterereignisse wie Sturmwinde, Frost und Schneefall von Bedeutung. Diese Arbeit zeigt deutlich, dass die Phänologie ein guter Indikator für den Einfluss einer Klimaerwärmung auf die Vegetationsentwicklung ist. Es bestehen aber in der Schweiz grosbe regionale und Höhen bedingte Unterschiede.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2005/0021

Publication date: April 1, 2005

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