mini|hochkant=1.5|Der nordische (boreale) Nadelwald (hier am Denali, Alaska) prägt die gesamte kaltgemäßigte Zone der Nordhalbkugel
Die kaltgemäßigte Klimazone – meist nur kaltgemäßigte Zone oder auch boreale Klimazone genannt – ist die näher an den Polen liegende Hälfte der beiden erdumspannenden gemäßigten Zonen, die durch bestimmte solare oder thermische Schwellenwerte abgegrenzt werden. Die gemäßigten Zonen erstrecken sich parallel zu den Breitenkreisen in Ost-West-Richtung; nach der solaren Definition vom 45. Breitengrad bis zu den Polarkreisen um die gesamte Erde. Richtung Pol schließen sich die polaren Zonen an.
Die Grenze zwischen den kalt- und kühlgemäßigten Teilräumen wird am einfachsten im Übergang zwischen den nemoralen Laub- und borealen Nadelwäldern gezogen. Dies entspricht nach jüngsten Erkenntnissen auch den äquatornächsten Vorkommen von Permafrostböden.Vergleich der Verbreitungskarte der borealen Nadelwälder mit den Permafrostkarten von Jaroslav Obu et al.: Northern Hemisphere permafrost map based on TTOP modelling for 2000–2016 at 1 km2 scale, in Earth-Science Reviews, Ausgabe 193, Juni 2019, Seiten 299–316, Doi:10.1016/j.earscirev.2019.04.023, abgerufen am 12. Oktober 2022, S. 304: Fig. 3, 306: Fig. 5.
Da im entsprechenden Temperaturbereich auf der Südhalbkugel der Erde keine Landmassen vorkommen, wird diese Klimazone meistens nur für die Nordhalbkugel ausgewiesen (Ausnahmen siehe „Begriffe und Assoziationen“).
Schultz definiert die Grenze zwischen den beiden gemäßigten Zonen über eine jährliche Einstrahlung von 450 × 108 kJ pro HektarDietmar Kalusche: Ökologie in Zahlen. Eine Datensammlung in Tabellen mit über 10.000 Einzelwerten.. 2. Auflage, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-47986-5, S. 142. (= 125 W/m²).
Neben den deutlich ausgeprägten vier (thermischen) Jahreszeiten mit eher langen Wintern (2–4 Monate thermische Vegetationsperiode)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, 288, 291, 292 (Grenze solare Subtropen), 294–295, sowie Beilage V (10 Kartenseiten). sind die vorherrschenden Nadelwälder und Richtung Pol immer großflächigere Permafrost-Vorkommen die herausragenden Merkmale der (nordischen) kaltgemäßigten Zone beziehungsweise des borealen Klimas.
Die gesamte Zone wird einzig vom Klimatyp der Nadelwaldklimate dominiert.
Im weiteren Sinne steht der Begriff Boreale Zone 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: Auch in den kalten Mittelbreiten wirkt noch die polare Verstärkung, die zu noch höheren Temperatursteigerungen als in anderen Klimazonen führt. Dies beschleunigt das Auftauen der Permafrostböden mit entsprechenden Risiken für die Stabilität von Gebäuden sowie technischen Anlagen wie etwa Pipelines. Zudem kommt es zu vermehrten Waldbränden, Befall durch ForstschädlingeArtikel: „Wälder im Klimawandel“ auf dem Hamburger Bildungsserver, abgerufen im Januar 2013 und der Ausbreitung von InfektionskrankheitenHomepage von Martin R. Textor, Institut für Pädagogik und Zukunftsforschung (IPZF), Würzburg, abgefragt im Januar 2013 Darüber hinaus verbreiten sich Neobiota (nicht heimischen Pflanzen und Tiere) aus wärmeren Gebieten leichter, die in den relativ artenarmen und daher störungsanfälligen nordischen Wäldern möglicherweise noch negativere Auswirkungen haben als in der Laubwaldzone (vergleichbar mit Monokulturen).
Begriffe und Assoziationen Die Bezeichnung Boreale Zone wird neben der Klimazone auch für die entsprechende Ökozone nach Schultz verwendet.
Der Begriff „gemäßigt“ steht für ausgeglichen, moderat, mild. Die größten Temperaturunterschiede an einem Ort der Erde findet man jedoch im kaltgemäßigten Klima Ostsibiriens. Selbst in Lappland, das noch unter dem Einfluss des warmen Golfstroms steht, kann der Unterschied zwischen Sommer und Winter bis zu 70 °C betragen. Insofern ist der Ausdruck kalt-gemäßigt irreführend. Mit dem Adjektiv „boreal“ (= im Norden liegend) hingegen kommt diese Assoziation nicht vor.
Ebenfalls irreführend ist der Ausdruck Subarktis, der oftmals für die gesamte boreale Zone verwendet wird (etwa in der Ethnologie für das gleichnamige nordamerikanische Kulturareal), obwohl er sich auf die Subpolare Klimazone der Nordhalbkugel bezieht, die ganz unterschiedlich definiert wird.
„Antiboreal“ und „Austral“ mini|Nach Köppen & Geiger hat der Olymp (Griechenland) ein kaltgemäßigtes Klima. Nach üblicher Klimazonenlehre liegt der Berg jedoch auf der Grenze zwischen den kühlen Mittelbreiten und den (mediterranen) Subtropen und hat auf rund 2000 m Höhe in der hochmontanen Höhenstufe ein der borealen Zone vergleichbares KlimaConradin Burga, Frank A. Klötzli, Georg Grabherr (Hrsg.): Gebirge der Erde – Landschaft, Klima, Pflanzenwelt. Ulmer, Stuttgart 2004, ISBN 3-8001-4165-5, S. 310–312.
Streng logisch muss es auch eine südliche kaltgemäßigte Zone geben. Da sich Effektive Klimaklassifikationen in der Regel auf Landklimate beziehen, ist das übliche „Fehlen“ der südlichen Zone erklärbar, da dort tatsächlich nur einige verstreute Inseln liegen, die zudem viel stärker von den ausgleichenden Faktoren der Ozeane geprägt sind als jegliches boreale Gebiet der Nordhalbkugel. Nach Tuhkanen (1992) wird jedoch auch eine antiborealeMichael 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. 49–52. und nach Box (2016) eine australe (Sub)zoneElgene Owen Box: World Bioclimatic Zonation. In Elgene Owen Box (Hrsg.): Vegetation Structure and Function at Multiple Spatial, Temporal and Conceptual Scales. Springer International Publishing, Schweiz 2016, ISBN 978-3-319-21451-1, PDF, S. 6: Tabelle 2 „Early evolution of temperature-based limits for world climatic zonation“ mit den Grenzwerten nach Supan und Köppen, S. 11: Begriffschaos durch Köppen, S. 12: Tabelle der Haupt-Klimazonen, S. 13, 19–20, 23, 25, 29–31: Australe Zone. ausgewiesen. (Andere Autoren verwenden „austral“ für die südliche kühlgemäßigt-nemorale Zone).
„Kaltgemäßigte Klimate“ nach Köppen & Geiger Im Gegensatz zu den meisten anderen Klimaklassifikationen liegen dem weit verbreiteten System der Klimate nach Köppen und Geiger nicht die klassischen Klimazonen als erste Gliederungsebene zugrunde, sondern die Ableitung erfolgt von den Vegetationsformationen der Erde ausgehend, um erst im letzten Schritt fünf (thermo-hygrische) Hauptgruppen zu bilden, die zwar (zwangsläufig) Ähnlichkeiten mit den Klimazonen haben, jedoch auch erhebliche Abweichungen aufweisen. Hinzu kommt die Gleichsetzung von Höhenklimaten mit vergleichbaren Klimaten höherer Breitengrade (siehe auch: Klimaklassen nach Köppen & Geiger); während andere Autoren die Gebirgsklimate zumeist bewusst ausklammern. „Befreit“ von den üblichen Namenskonventionen umfassen die so genannten Borealen D-Klimate nach Köppen mit den Gruppen Dfa, Dfb, Dwa, Dwb, Dsa und Dsb (feuchtes Kontinentalklima) auch große Bereiche der kühlgemäßigten Klimazone und die als kaltgemäßigtes bzw. subarktisches Klima benannten Klimate Dfc, Dwc und Dsc finden sich beispielsweise auch in den Alpen, in Griechenland oder Zentral-China.W. Köppen: Das geographische System der Klimate in H. Geiger (Hrsg.): Handbuch der Klimatologie (in fünf Bänden), Band 1, Teil C, Gebrüder Borntraeger, Berlin 1936, PDF; 4,7 MB, S. C8 (Methodik), C9, C14 (Stichworte „kalt-“ und „warmgemäßigt“), C29 (Höhenklimate).
Klimazone mini|links|hochkant=3.65|Kaltgemäßigte Klimazone(n) nach drei bekannten Klassifikationen Festlegung 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 (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 Merkmale Für die folgende Darstellung der solaren Merkmale – die in der Regel nicht als Kriterium zur Abgrenzung der beiden gemäßigten Teilzonen dienen – wurden die Mittelbreiten bei ungefähr 56° nördlicher und südlicher Breite geomathematisch „halbiert“ (sodass theoretisch auch in der Südhälfte zwei Subzonen existieren):
Die höchsten Sonnenstände der Klimazone liegen von den Polarkreisen bis etwa zum 56. Breitengrad zwischen 0 und rund 11° zur Wintersonnenwende und zwischen rund 47 und 57° 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 800 bis 1100 kWh/m² in den kalten Mittelbreiten.Materialien der Hochschule Mannheim, Institut für Energie- und Umwelttechnik: Mittlere jährliche Globalstrahlung, RRE 03/2006, , abgerufen am 17. März 2023. S. 26 von 40 (nach RWE).
Die Tageslängen bewegen sich im Jahreslauf zwischen rund 6,5 und 17,5 Stunden am 56. Breitengrad und 0 bis 24 Stunden an den Polarkreisen; das entspricht jährlichen Schwankungen von 11 bis 24 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 17 bis 20 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 Commons-Karte „Klimazonen (3 Modelle) und Makroklimate.png“), S. 35. Tab. 2.1.: Hygrothermische Wachstumsbedingungen in den einzelnen Ökozonen, 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 2 bis unter 3 „niedrig“ bis (schwach) „mäßig“.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.
Thermische Merkmale Im Winter sind in der borealen Zone sehr niedrige Temperaturen zu beobachten (bis um −40 °C im Januarmittel), die kurzen Sommer hingegen können ausgesprochen warm sein und ähneln mit ihren Temperaturen den Verhältnissen der kühlgemäßigten Mittelbreiten. Die Tagestemperaturschwankungen sind jedoch aufgrund der kurzen Nächte in der Nähe des Polarkreises gering. Das Klima der kaltgemäßigten, borealen Zone ist überwiegend kontinental beeinflusst. Dadurch sind auch die extremen Temperaturschwankungen (bis zu 100 °C zwischen Sommer und Winter in Ostsibirien) zu erklären. Durch die riesigen Landmassen Asiens und Nordamerikas liegt diese Zone häufig unter dem Einfluss eines kontinentalen Kältehochs. Sie ist nach Norden von der subpolaren Tiefdruckrinne begrenzt.