Dendro-Isotope und die Jahrringbreiten als Klimaproxis der letzten ...

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5 METHODEN
Vorgehensweise
Auf dem Weg zur Rekonstruktion vergangener Klimaverhältnisse werden zunächst die
Jahrringbreiten- und Isotopenzeitreihen einzelner Individuen pro Standort und anschließend
die resultierenden Mittelkurven verschiedener Standorte auf ihre Ähnlichkeit hin überprüft.
Solche sogenannten Homogenitätstests führen zur Extraktion kollektiver Standortund
standortübergreifender Signale, die als erster Hinweis auf einen übergeordneten
Klimaeinfluß interpretiert werden können. Mit der zeitlichen Variabilität des Zusammenhangs
und auch der Variabilität zwischen den Chronologien ändert sich die Stärke des
Klimasignals. Als Maß für die Ähnlichkeit und damit die Signalstärke werden Gleichläufigkeit
GLK, Variationskoeffizient VAR und Pearson’scher Produkt-Moment-
Korrelationskoeffizient r verwendet. GLK gilt in der Dendrochronologie als Maß für die Jahrzu-Jahr-Übereinstimmung
zwischen den Intervalltrends zweier Jahrringdatensätze und wird
als Prozentsatz gleichlaufender Intervalle angegeben (RIEMER 1994; KAENNEL &
SCHWEINGRUBER 1995). VAR und r sind in empirischen Untersuchungen weit verbreitete
Ähnlichkeits-, bzw. Streuungsmaße und werden hier nicht näher erläutert (BAHRENBERG et
al. 1990). Diese Homogenitätsmaße werden nicht nur auf ganze Zeitreihen angewandt,
sondern auch in vordefinierten Zeitfenstern berechnet, um zu zeigen, in welchen Perioden
Zusammenhänge mehr oder weniger stark ausgeprägt sind (ESPER et al. 2001b).
Die Standardisierung der Zeitreihen erfolgt je nach Fragestellung (i) am Gesamtmittelwert
einer Zeitreihe, oder (ii) an modellierten gleitenden Mittelwerten (Kernelfilter nach GASSER
&MÜLLER 1984). Während durch (i) Bäume unterschiedlichen Wachstums lediglich auf ein
einheitliches Niveau standardisiert und dabei alle Frequenzen, speziell die niederfrequenten,
beibehalten werden, modifiziert (ii) die ursprünglichen Datensätze stärker. Die Wahl
der Filterlänge entscheidet darüber, welche Frequenzen betont oder unterdrückt werden,
wobei zu beachten ist, dass Variationen oberhalb der gewählten Filterlänge durch die Anpassung
eliminiert werden. So erhält und betont z.B. die Standardisierung an einem 51jährigen
Filter dekadische Schwankungen, während längerfristige, z.B. säkulare und mehrhundertjährige
Variationen unterdrückt werden. Die Standardisierung an einem sehr flexiblen,
kurzen z.B. 5- oder 7-jährigen Filter unterdrückt sämtliche längerfristigen Schwankungen
und betont ausschließlich die hochfrequenten interannuellen Variationen. Speziell
bei der Kalibrierung mit meteorologischen Zeitreihen werden in diesem Fall häufig die Ergebnisse
von Korrelations- und Regressionsberechungen deutlicher.
Die eigentliche Standardisierung an der gewählten Ausgleichsfunktion (Gesamtmittelwert
oder Filter) wird durch Division (Quotienten) oder Subtraktion (Residuen) durchgeführt.
Während die Berechnung von Quotienten dem geschilderten Problem der vom Wuchsniveau
abhängigen Varianz durch den Ausgleich der Amplituden zwischen den Serien und
entlang der Zeitachse begegnet, werden diese Amplituden durch die Berechnung von Residuen
nicht tangiert. Das letztere Verfahren kommt sowohl bei der Standardisierung unter-