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Der Verlauf von Dürren: Flüsse werden früher und stärker beeinträchtigt als die Landwirtschaft

06.09.2018

Eine Studie von Klimaforschern aus Deutschland und Schweden offenbart, wie Auswirkungen heftiger Dürreperioden zeitlich verlaufen. Bei ausbleibendem Regen trocknet zunächst der Boden binnen Tagen aus, bevor innerhalb weniger Wochen die Wasserstände der Flüsse zurückgehen. Erst Monate später vertrocknet die Vegetation, mit entsprechenden Auswirkungen auf die Landwirtschaft. Die Studie wurde unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht. Die Forscher folgern, dass sich wirkungsvolle Strategien zur Vermeidung von Dürreschäden an dem beschriebenen Verlaufsmuster orientieren sollten.

Dürreperioden, wie in diesem Sommer, können große wirtschaftliche Schäden verursachen. Sie beeinträchtigen unter anderem die Wassertransportwege, die Stromerzeugung, die Trinkwasserversorgung und die landwirtschaftliche Bewässerung.


Dürreschäden auf Ackerboden

Andrea Carri (verteilt über imaggeo.egu.eu), lizensiert unter CC BY 3.0

Leidet die Pflanzenwelt durch Dürren, so drohen Ernteausfälle sowie Verluste in der Forstwirtschaft. Hervorgerufen werden Dürren in der Hauptsache durch zu geringe Niederschläge. Ihr Auftreten wird aber auch durch die erhöhte Verdunstung aufgrund steigender Temperaturen begünstigt, sowie durch eine von den Menschen veränderte Wasser- und Landnutzung.

Um den zeitlichen und räumlichen Verlauf von Dürren und deren Auswirkungen zu verstehen, kombinierten und verrechneten Forscher aus Deutschland und Schweden große Datensätze zum Wasserkreislauf. Die Daten decken mehrere Jahrzehnte ab und beziehen sich auf Gebiete, die über ganz Europa und somit über verschiedene Klimaregionen verteilt sind.

Als wichtige Grundlage verwendeten die Forscher dabei Messungen von Wasserständen von über 400 kleinen und von Menschen kaum beeinflussten Flussläufen. Diese verglichen sie mit Modelldaten zu dürrebedingten Veränderungen der Verdunstung und dem Wassergehalt der Böden in der jeweiligen Region.

So konnten sie für jedes Teilgebiet und über einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten den Weg des Wassers mit täglicher Genauigkeit beschreiben. Diese Ergebnisse verglichen sie abschließend mit dem Gesundheits- und Aktivitätszustand der Pflanzenwelt, der routinemäßig von Forschungssatelliten erfasst wird.

Nach statistischer Auswertung der komplexen und viele Variablen betreffenden Daten ergibt sich für die Forscher ein eindeutiges Bild darüber, wie sich Dürren entwickeln: ausbleibender Regen führt innerhalb weniger Tage zu trockeneren Böden, und im Verlauf von Wochen zu sinkenden Flusspegeln.

Die Pflanzenwelt wird dagegen erst nach Monaten beeinträchtigt, erkennbar an der reduzierten Verdunstungsrate und der verringerten Vegetationsaktivität. Letztere sind hauptsächlich in Südeuropa zu beobachten. Nur dort ist das Klima so trocken, dass Dürren so lange Zeiträume anhalten können.

Interessanterweise erholt sich die Vegetation meist unmittelbar nach Ende der Dürre, während Flusspegel trotz wieder einsetzendem Regen noch Wochen oder Monate unter ihren Normalwerten verharren. Der Wasserkreislaufs ist also teilweise blockiert: Das Regenwasser wird zunächst in den Böden und im Grundwasser aufgenommen, bevor es die Flüsse erreicht und deren Pegel wieder ansteigen lässt.

Dürreperioden entwickeln sich also etappenweise und mit jeweils verschiedenen, charakteristischen Auswirkungen auf die Wirtschaft und den globalen Wasserkreislauf. Das ganze Ausmaß der negativen Folgen ist daher meist nicht so unmittelbar ersichtlich wie bei schneller verlaufenden Klimaextremen, wie Überschwemmungen oder Hitzewellen.

„Doch dieser Sommer ist außergewöhnlich: Die lange Trockenheit, gepaart mit den hohen Temperaturen, hat in weiten Teilen Westeuropas die Dürre deutlich spürbar gemacht. Sie hat bereits zu starken Beeinträchtigungen der Ökosysteme und auch der Bevölkerung geführt“, bestätigt René Orth, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.

Mit den neuen Erkenntnissen können die Strategien zur Vermeidung von Dürreschäden verbessert werden, sagen die Forscher. Dazu sollten Maßnahmen stufenweise ergriffen werden und sich an dem beschriebenen Verlaufsmuster orientieren: In frühen Stadien einer Dürre sollten Anpassungen an gesunkene Flusspegel im Vordergrund stehen, und erst später wird z.B. die Bewässerung landwirtschaftlicher Anbauflächen immer wichtiger.

„Da wir wissen, dass der Klimawandel stärkere oder vermehrt auftretende Dürren hervorrufen könnte, ist ein verbessertes Trockenheitsmanagement besonders wichtig“, bemerkt Georgia Destouni, Koautorin von der Universität Stockholm. Die derzeitige Dürreperiode hat die vielfältige Abhängigkeit der Wirtschaft vom Wasserkreislauf aufgezeigt und die Problematik stärker in das gesellschaftliche Bewusstsein gerückt. Damit, und mit den neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen ist der Grundstein gelegt für ein besseres Dürremanagement in der Zukunft.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Renè Orth, Max-Planck-Institut für Biogeochemie
Gruppenleiter Wechselwirkungen zwischen Hydrologie-Biosphäre-Klima
Email: rene.orth@bgc-jena.mpg.de
Tel: +49 3641 576250

Originalpublikation:

Orth R. and G. Destouni, 2018. Drought reduces blue-water fluxes more strongly than green-water fluxes in Europe, Nat. Commun. 9, (2018) 9:3602
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06013-7

Dr. Eberhard Fritz | Max-Planck-Institut für Biogeochemie
Weitere Informationen:
http://www.bgc-jena.mpg.de

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