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[[Datei:Dhaulagiri and a rhododendron tree (4525285831).jpg|mini|Die größte Reliefenergie der Landoberfläche hat die [[Dhaulagiri]]-Südwand im [[nepal]]esischen [[Himalaya]] mit 4.622 m Höhenunterschied]]

'''Reliefenergie''', '''Reliefunterschied''', '''relative Höhe''' oder '''relatives Relief''' sind Werte in der [[Geomorphologie]], um die tatsächlichen (relativen) Höhenunterschiede verschiedener [[Gelände]]ausschnitte – unabhängig von der absoluten [[Höhe über dem Meeresspiegel]] – miteinander zu vergleichen. Damit entsteht ein Maß für die [[potentielle Energie]] der [[Relief (Geologie)|Geländeformen]] für das gewählte Gebiet. Es gibt zwei klassische Verfahren:

* Berechnung des durchschnittlichen maximalen [[Höhe]]nunterschiedes der Geländeeinheit durch Feststellung der Unterschiede zwischen dem höchsten und niedrigsten Punkt im untersuchten Raumausschnitt; im Allgemeinen in [[Meter]] auf eine bestimmte Entfernung bezogen, die durch ein entsprechend großes Raster festgelegt wird (beispielsweise in einem Radius von fünf [[Kilometer]]n [[Luftlinie]]) oder auf eine Flächeneinheit bezogen (etwa m/km²); früher eher vage auf die Gesamtfläche bezogen (etwa [[Gebirge]] und Umland).
* Statt des Höhenunterschiedes wird bei den gleichen vorgenannten Ausgangsvoraussetzungen die durchschnittlichen Steilheit in Grad (°) oder Prozent (%) ermittelt.

Die Verwendung eines statischen Rasters ist 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 bei modernen, computergestützten Berechnungen mit der sogenannten „moving window“-Technik vermieden, bei der die (gleich großen) Rasterzellen den tatsächlichen Gegebenheiten angepasst werden (siehe Abbildung Beispiel Harz). 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 häufig nur qualitativ im Sinne kategorialer Begriffe (gering, mäßig, stark, steil, schroff u. ä.) oder zur groben [[#Verwendung in der theoretischen Geomorphometrie|Reliefklassifikation]] der Gebirgstypen verwendet.

[[Datei:Reliefenergie- Flächenbezug.jpg|mini|hochkant=1.3|Berechnung der Reliefenergie am Beispiel [[Harz (Mittelgebirge)|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]]

== Definition ==
Der Begriff ''Reliefenergie''<ref name="Rasemann">{{Literatur| Autor= Stefan Rasemann | Titel=Geomorphometrische Struktur eines mesoskaligen alpinen Geosystems | TitelErg=Dissertation Rheinische Friedrich–Wilhelms–Universität Bonn | Ort= Bonn | Jahr= 2003 | Kapitel= 2.1.2 ''Definition und Abgrenzung des Hochgebirges: Relatives Relief'' | Seiten= 16 f | URN=nbn:de:hbz:5n-02113}}</ref> geht auf [[Albrecht Penck]] (1894)<ref>Albrecht Penck: ''Morphologie der Erdoberfläche.'' Engelhorn, Stuttgart 1894, S. o.A.</ref> zurück. Um einer präziseren Bezeichnung willen spricht man heute jedoch meist vom ''„relativem Relief“''.

Die Ergebnisse verschiedener Autoren sind nur bedingt miteinander vergleichbar, da es keine einheitliche Festlegung der untersuchten Flächengröße beziehungsweise der Rasterzellengröße gibt, sodass dieser Bezugswert bei jeder Beurteilung relativer Höhen mit berücksichtigt werden muss. So wählte etwa [[Joseph Partsch]] (1911) eine Größe von 32 km² je Zelle, während [[Norbert Krebs]] (1922) gar kein Raster verwendete und sich stattdessen auf „benachbarte“ Täler und Höhen bezog.<ref>[[Fritz Gassmann]] und [[Heinrich Gutersohn]]: ''Kotenstreuung und Relieffaktor'', in Geographica Helvetica, Band. 2, Bern 1947, S. 122–123.</ref>

Je kleiner die betrachtete Flächeneinheit, desto kleiner sind in der Regel die Höhenunterschiede; allerdings werden die Unterschiede pro Kilometer größer. Dieser Umstand führt dazu, dass für [[Hochgebirge]] eher kleine Rasterzellen, für [[Mittelgebirge]] mittelgroße und für schwache Reliefformen ([[Hügelland]], [[Ebene (Geographie)|Ebenen]]) große Rasterzellen (= Abstände der Höhendifferenz) verwendet werden ''(siehe Tabelle im nächsten Abschnitt)''.

=== Verwendung in der theoretischen Geomorphometrie ===
Der Begriff Reliefenergie wurde deshalb eingeführt, um die Höhenunterschiede in einem Gebiet unabhängig vom Meeresspiegel (''absolute Höhe'') besser fassen zu können. So liegen zwar [[Hochebene|Hochplateaus]] (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 (sofern zusätzliche Werte wie Flächenreliefbezug oder absolute Höhe angegeben sind, gelten sie als ''und''-Verknüpfung mit der Höhendifferenz):

{| class="wikitable"
|+ Beispiele für unterschiedliche Relief-Klassifikationen
! Typ
! Relatives Relief (flächenbezogen)
! Höhendifferenz (streckenbezogen)
! bezogen auf
! zum Vergleich*
|-
! colspan="5" style="text-align:left"| Barsch & Caine (1984)<ref>D. Barsch, N. Caine: ''The nature of mountain geomorphology.'' In: ''Mountain Research and Development'' 4, 1984, S. 287–298 (Fundstelle S. o.A.).</ref><ref name="Rasemann"/>
|-
| Hilly terrain ([[Hügelland]])
| style="text-align:right;" | 50 m
| style="text-align:right;" | 50–100 m
| rowspan="4" style="text-align:right;" | 1 km² / 5 km
| style="text-align:right;" | 10–20 m/km
|-
| Mountainous terrain ([[Gebirgsland|Bergland]]/[[Mittelgebirge]])
| style="text-align:right;" | 100 m
| style="text-align:right;" | 100–500 m
| style="text-align:right;" | 20–100 m/km
|-
| Mountain system ([[Gebirge]])
| style="text-align:right;" | 200 m
| style="text-align:right;" | 500–1000 m
| style="text-align:right;" | 100–200 m/km
|-
| High mountain system ([[Hochgebirge]])
| style="text-align:right;" | 500 m
| style="text-align:right;" | > 1000 m
| style="text-align:right;" | >200 m/km
|-
! colspan="5" style="text-align:left"| Nationalatlas Bundesrepublik Deutschland (2003)<ref>Burak, Zepp und Zöller: siehe Weblinks.</ref>
|-
| Geringe Reliefenergie ([[Norddeutsches Tiefland]])
| style="text-align:right;" | 0–50 m
|
| rowspan="3" style="text-align:right;" | 2,9 km² (= ø ca. 1 km Distanz)**
| style="text-align:right;" | 0–50 m/km
|-
| Mittlere Reliefenergie ([[Mittelgebirgsschwelle]], [[Südwestdeutsches Stufenland|Schichtstufenland]])
| style="text-align:right;" | 50–300 m
|
| style="text-align:right;" | 50–300 m/km
|-
| Hohe Reliefenergie ([[Alpen]], [[Schwarzwald]], [[Bayerischer Wald]] u. a.)
| style="text-align:right;" | 300–1840 m
|
| style="text-align:right;" | 300–1840 m/km
|-
! colspan="5" style="text-align:left"| Bhunia et al. (2012) „relative relief“ für die [[Morobe Province]] ([[Papua-Neuguinea]])<ref>Gouri Sankar Bhunia, Sailesh Samanta und Babita Pal: ''Quantitative analysis of relief characteristics using space technology'', in ''International Journal of Physical and Social Sciences'', Vol. 2, Issue 8, August 2012, ISSN 2249-5894, [https://www.researchgate.net/publication/292769221 Online-Zugang].</ref>
|-
| Very low (sehr niedrig)
| style="text-align:right;" | <500 m
|
| rowspan="5" style="text-align:right;" | 100 km² (= ø ca. 6 km Distanz)**
| style="text-align:right;" | <83 m/km
|-
| Low (niedrig)
| style="text-align:right;" | 500–1000 m
|
| style="text-align:right;" | 83–167 m/km
|-
| Moderate (mäßig)
| style="text-align:right;" | 1000–1500 m
|
| style="text-align:right;" | 167–250 m/km
|-
| High (hoch)
| style="text-align:right;" | 1500–2000 m
|
| style="text-align:right;" | 250–333 m/km
|-
| Very high (sehr hoch)
| style="text-align:right;" | >2000 m
|
| style="text-align:right;" | >333 m/km
|-
!
! Absolute Höhe
! Höhendifferenz (streckenbezogen)
! bezogen auf
! zum Vergleich*
|-
! colspan="5" style="text-align:left"| [[Siegfried Passarge]] (1921)<ref name="Rasemann" />
|-
| [[Ebene (Geographie)|Flachland]]
| style="text-align:right;" | ./.
| style="text-align:right;" | 0–50 m
| rowspan="5" style="text-align:right;" | Umland (20 km)***
| style="text-align:right;" | 0–2,5 m/km
|-
| [[Hügelland]]
| style="text-align:right;" | ./.
| style="text-align:right;" | 50–200 m
| style="text-align:right;" | 2,5–10 m/km
|-
| [[Bergland]]
| style="text-align:right;" | ./.
| style="text-align:right;" | 200–500 m
| style="text-align:right;" | 10–25 m/km
|-
| [[Mittelgebirge]]
| style="text-align:right;" | ./.
| style="text-align:right;" | 500–1000 m
| style="text-align:right;" | 2,5–50 m/km
|-
| [[Hochgebirge]]
| style="text-align:right;" | ./.
| style="text-align:right;" | >1000 m
| style="text-align:right;" | >50 m/km
|-
! colspan="5" style="text-align:left"| Meybeck et al. (2001) „Relief roughness“<ref>Michel Meybeck, Pamela Green, Charles Vörösmarty: ''A New Typology for Mountains and Other Relief Classes,'' in ''Mountain Research and Development'', Vol. 1, Nr. 1, 1. Februar 2001, S. 34–45, {{DOI|10.1659/0276-4741(2001)021[0034:ANTFMA]2.0.CO;2}}.</ref>
|-
| Plains ([[Tiefebene]]n)
| style="text-align:right;" | 0–200 m
| style="text-align:right;" | <140 m
| rowspan="9" style="text-align:right;" | ~28 km****
| style="text-align:right;" | <5 m/km
|-
| Lowlands & platforms ([[Hügelland]])
| style="text-align:right;" | 0–500 m
| style="text-align:right;" | 140–560 m
| style="text-align:right;" | 5–20 m/km
|-
| Mid-altitude plains (Mittelhohe [[Ebene (Geographie)|Ebenen]] u. [[Tafelland]])
| style="text-align:right;" | 200–500 m
| style="text-align:right;" | <140 m
| style="text-align:right;" | <5 m/km
|-
| High-altitude plains ([[Hochebene#Hochebene / High Plain|Hohe Hochebenen]])
| style="text-align:right;" | >500 m
| style="text-align:right;" | <140 m
| style="text-align:right;" | <5 m/km
|-
| Rugged lowlands & hills ([[Rumpffläche]]n u. niedrige [[Mittelgebirge]])
| style="text-align:right;" | 200–500 m
| style="text-align:right;" | >560 m
| style="text-align:right;" | >20 m/km
|-
| Low & mid-altitude mountains (Mittelhohe [[Gebirge]])
| style="text-align:right;" | 500–2000 m
| style="text-align:right;" | >560 m
| style="text-align:right;" | >20 m/km
|-
| Low & mid-altitude plateaus ([[Hochebene#Plateau(berg) / Continental Plateau|Plateauberge]] u. [[Hochebene#Piedmont Plateau|Vorgebirgsplateaus]])
| style="text-align:right;" | 500–2000 m
| style="text-align:right;" | 140–1120 m
| style="text-align:right;" | 5–40 m/km
|-
| High & very high plateaus ([[Hochebene#Hochplateau|Hochplateaus]])
| style="text-align:right;" | 2000–6000 m
| style="text-align:right;" | 280–1120 m
| style="text-align:right;" | 10–40 m/km
|-
| High & very high mountains ([[Hochgebirge]])
| style="text-align:right;" | >2000 m
| style="text-align:right;" | >1120 m
| style="text-align:right;" | >40 m/km
|-
! colspan="5" style="text-align:left"| Karagülle et al. (2018) „Relative relief“<ref>Deniz Karagulle, Charlie Frye, Roger Sayre, Sean Breyer, Peter Aniello, Randy Vaughan und Dawn Wright: ''A New High-Resolution Map of World Mountains and an Online Tool for Visualizing and Comparing Characterizations of Global Mountain Distributions,'' in ''Mountain Research and Development,'' Vol. 38, Nr. 3, August 2018, S. 240–249. [[DOI:10.1659/MRD-JOURNAL-D-17-00107.1]].</ref>
|-
| Low mountains ([[Mittelgebirge]])
| style="text-align:right;" | ./.
| style="text-align:right;" | 300–900 m
| rowspan="2" style="text-align:right;" | 6 km
| style="text-align:right;" | 50–150 m/km
|-
| High mountains ([[Hochgebirge]])
| style="text-align:right;" | ./.
| style="text-align:right;" | >900 m
| style="text-align:right;" | >150 m/km
|-
|}
{{FNBox|
{{FNZ|*|Der Vergleich der Werte ''Meter pro Kilometer'' (m/km – bei Meybeck et al. mit der Einheit ‰) zeigt die schwierige Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Ansätze}}
{{FNZ|**|Die durchschnittliche Distanz (Luftlinie) in einer quadratischen Rasterzelle entspricht der Hälfte der längstmöglichen diagonalen und senk-/waagerechten Strecken}}
{{FNZ|***|Der Abstand zwischen Gipfelregionen und Gebirgsumland wurde nach Stichprobenkontrollen mit 20 km gemittelt}}
{{FNZ|****|Meybeck et al. verwenden ein Raster aus 30 × 30 [[Winkelminute]]n des [[Erde|Erdkreises]] (55,56 × 55,56 km) und teilen die Distanz durch eine halbe Rasterzellenlänge (27,78 km)}}
}}

=== Verwendung in der geowissenschaftlichen Praxis ===
[[Datei:Mauna Kea from the ocean.jpg|mini|Der größte Höhenunterschied eines Gebirges liegt bei 10.203 m zwischen dem Gipfel des [[Mauna Kea]] ([[Hawaii (Insel)|Hawaii]]) und der tiefsten, untermeerischen Stelle am Fuß des Berges]]
[[Datei:Meran & Berge.jpg|miniatur|Meran (Südtirol) und seine Bergwelt: Der Höhenunterschied zwischen Etschtal-Grund und den 3000er-Berggipfeln beträgt 2500 m]]
[[Datei:1 I%C3%96R-Monitor Reliefenergie 2012 Raster 1000 m 858.png|mini|Die Karte des [[Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung|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 [[Erosion (Geologie)|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 [[Digitales Geländemodell|digitaler Geländemodelle]], die heute auf satellitengestützten Laserscan-Daten beruhen, sehr präzise Modellierungen erlaubt.<ref>eine Anwendung der Ökologie vergl. etwa ''[http://www.klimawandel-rlp.de/fileadmin/website/klimakompetenzzentrum/downloads/Poster/Modul_Landwirtschaft_Reliefanalyse.pdf Reliefvariabilität]'', Ministerium für Wirtschaft, Klimaschutz, Energie und Landesplanung Rheinland-Pfalz, wald-rlp.de</ref>

Eine solche Modellierung bietet der [[Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung|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<ref>[https://maps.ioer.de/detailviewer/raster/?rid=366] IÖR-Monitor. Abgerufen am 10. November 2016.</ref>.

== Auswirkungen hoher Reliefenergie ==
Je größer relative Höhenunterschiede im Gelände sind, desto größer sind auch ihre Auswirkungen auf die [[naturräumliche Gliederung]] sowie auf die [[Wirtschaft]].

=== Naturraum ===
Während die absolute Höhe einer Landschaft die '' [[extrazonal]]-klimatischen'' [[Höhenstufe (Ökologie)|Höhenstufen der Vegetation]] und der [[Höhenstufe (Geomorphologie)|-Oberflächenformen]] bestimmt, führen große relative Höhenunterschiede und steile Hänge vor allem zu ''[[azonal]]en'' [[Standort (Ökologie)|Standorten]] für die Pflanzenwelt, da sie primär die [[Boden (Bodenkunde)|Bodeneigenschaften]] und/oder den [[Wasserhaushalt (Hydrologie)|Wasserhaushalt]] beeinflussen (etwa [[Fels]], stärkerer [[Entwässerung|Wasserabfluss]], [[Solifluktion]] u. ä.). Die daraus resultierende Pflanzendecke (etwa [[Hangwald|Hang-]] oder [[Schluchtwald]], fast vegetationsfreie Felswände, [[Schuttvegetation]] uvm.) und die morphologische Struktur der Hänge haben ebenfalls Auswirkungen auf die Tierwelt und ihre Lebensräume (etwa Verstecke, [[Höhle]]n, Vogelfelsen, schnelle [[Fließgewässer]] u. ä.).

=== Wirtschaft ===
Die naturräumlichen Besonderheiten haben direkte Auswirkungen auf [[landwirtschaft]]liche Aktivitäten: So sind die Anbau- oder Weideflächen häufig kleinflächiger und fragmentierter und Felsen und Gesteinsschutt erschweren die [[Urbarmachung]]. Sämtliche [[infrastruktur]]ellen wirtschaftlichen Vorhaben wie der Bau von [[Verkehrsweg]]en und [[Versorgungsleitung]]en, aber auch viele gewerbliche oder private Bauvorhaben werden ebenfalls erschwert und damit erheblich kostenintensiver. Da eine hohe Reliefenergie mit [[Verwerfung (Geologie)|Verwerfungen]] des Gesteins einhergeht, ist das für den [[Bergbau]] vorteilhaft. Den größten Nutzen haben bergige Landschaften einerseits für die Nutzung der [[Erneuerbare Energien|erneuerbaren Energiequellen]] [[Wasserkraft]] und [[Windenergie]] und andererseits durch ihren oftmals [[Ästhetik|ästhetischen]] Reiz für den [[Tourismus]].<ref>Burak, Zepp und Zöller: siehe Weblinks.</ref>

== Literatur ==
* Albert Schläpfer: ''Die Berechnung der Reliefenergie und ihre Bedeutung als graphische Darstellung.'' Diss. Thesis-Zürich, Huber, Zürich 1938, {{OCLC|2801061}}

== Weblinks ==
* A. Burak, H. Zepp und L. Zöller: [https://archiv.nationalatlas.de/wp-content/art_pdf/Band2_26-27_archiv.pdf Reliefenergie – wo die Höhenunterschiede am stärksten sind], Nationalatlas Bundesrepublik Deutschland – Relief, Boden und Wasser (PDF-Datei)

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

[[Kategorie:Geomorphologie]]
[[Kategorie:Gebirgsforschung]]
[[Kategorie:Messgröße]]

Reliefenergie - Versionsgeschichte

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