Das Eintrittsdatum bestimmter Phasen in der Pflanzenentwicklung wird maßgeblich von der Temperatur beeinflusst. Die Phänologie leitet aus langjährigen Beobachtungen den Einfluss veränderter klimatischer Bedingungen auf die Entwicklung von Pflanzen und Ökosystemen ab. Anders als direkte Temperaturmessungen spiegelt sie eine Reaktion der Natur auf ihre Umwelt wider. Daher ist die Phänologie ein wichtiger und besonders sensitiver Bioindikator für den Klimawandel.

Phänologische Beobachtungen an Pflanzen mit Aussagekraft über Temperaturveränderungen sind vor allem in gemäßigten Klimazonen möglich, da hier die Temperatur einen besonders großen Einfluss auf den Eintritt der verschiedenen Entwicklungsphasen hat. Maßgeblich ist die Temperatur der einer Entwicklungsphase vorausgehenden zwei bis drei Monate. Vor allem die Frühlingsphasen zeichnen sich durch eine starke Korrelation mit der Temperatur aus. Weitere Einflussfaktoren sind die Tageslichtdauer und die Zusammensetzung des Lichtspektrums. Der Eintritt der Herbstphasen dagegen wird von zahlreichen anderen Faktoren (z. B. Niederschlagsmenge im Sommer, Einstrahlung etc.) mitbestimmt. 

Der Beginn der phänologischen Jahreszeiten wird durch den Eintritt bestimmter Phasen in der Pflanzenentwicklung festgelegt. Diese phänologischen Zeiger sind für den Frühlingsbeginn der Blühbeginn der Hasel, für den Sommerbeginn der Blühbeginn des Schwarzen Holunders, für den Herbstbeginn die beginnende Fruchtreife beim Schwarzen Holunder und für den Beginn des Winters der Blattfall der Stieleiche. Das Gebietsmittel für NRW des jeweiligen phänologischen Zeigers wird als Mittelwert aus den Daten der Jahresmelder der phänologischen Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) für NRW berechnet.

Für alle Zeitreihen erfolgt eine Trendberechnung nach der Methode des Umweltbundesamtes zum Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel, kurz "DAS - Methode" genannt. Die Entwicklung der Trends wird tabellarisch dargestellt. Zusätzlich wird die Veränderung über die Zeitreihe berechnet. Für eine kurze Einführung in die Trendberechnung steht ihnen die Seite zur Methodik im Serviceteil zur Verfügung.

Betrachtet man die Mittelwerte der aktuellen Klimanormalperiode (1991-2020), so fängt der phänologische Frühling am 37. Tag des Jahres (6. Februar) an. Der Sommer beginnt gemittelt am 144. (25. Mai), der Herbst am 234. (22. August) und der Winter am 311. Tag im Jahr (07. November). Im Vergleich zur ersten verfügbaren Klimanormalperiode (1951-1980) hat sich der Beginn des Frühlings sehr deutlich um 18 Tage nach vorne verschoben. Der Sommer beginnt aktuell 12 Tage früher, der Herbst 14 Tage früher und der Winter 6 Tage später als 1951-1980.

Im Verlauf der gesamten Zeitreihe (1951-2020) beginnt der Frühling im Mittel am 46. (15. Februar), der Sommer am 150. (30. Mai), der Herbst am 241. (28. August) und der Winter am 307. Tag (03. November) im Jahr.

Die Trendanalyse nach der "DAS - Methode" ergibt für den Beginn des Frühlings einen signifikanten linear fallenden Trend mit einer Differenz zwischen Anfangs- und Endwert der Trendgeraden von minus 30 Tagen. Für den phänologischen Sommerbeginn wurde ein signifikant quadratischer Trend mit Trendumkehr ins Negative festgestellt. Hier hatte sich nach einer Verlagerung nach hinten ein immer früherer Startbeginn ergeben, insgesamt von minus 20 Tagen. Der signifikante linear fallende Trend des Herbstbeginns ergibt eine Differnz von minus 25 Tagen. Der Winter hingegen beginnt einem signifikant linear ansteigendem Trend zufolge 10 Tage später. 

Frühling, Sommer und Herbst treten heute deutlich früher ein als zu Beginn der Messungen, der Zeitpunkt des Winterbeginns hat sich hingegen leicht nach hinten verschoben. Insbesondere in der letzten Dekade sind bei den Jahreszeiten Frühling, Sommer und Herbst besonders frühe Zeitpunkte des Jahreszeitenstarts eingetreten. 2020 weist zusammen mit 2006 das späteste registrierte Eintrittsdatum des Winters auf.