Dürren: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Bild:Serengti tmo 2006009.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Dürre in Tansania, Satellitenbild der NASA vom 9.1.2006]]
[[Bild:Serengti tmo 2006009.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Dürre in Tansania, Satellitenbild der NASA vom 9.1.2006]]
== Überblick ==
Wenige Wetterextreme richten so große ökologische und ökonomische Schäden an wie Dürren, unter denen jedes Jahr Millionen von Menschen zu leiden haben. Allein in den USA entstehen durch Dürren jedes Jahr im Mittel Schäden von 6-8 Mrd. US $. In Afrika fielen in den 1980er Jahren mehr als eine halbe Million Menschen dürrebedingen Katastrophen zum Opfer.<ref name="Dai 2011" /> Wegen ihrer langen Dauer und ihrer großräumigen Ausdehnung zählen Dürren für manche Regionen sogar zu den schlimmsten Naturkatastrophen. Sie können den Grundwasserspiegel senken, die [[Wasserressourcen]] verringern und die Wasserqualität verschlechtern, was zu empfindlichen Ernteausfällen führen und Hungerkatastrophen und Krankheiten auslösen kann. Bekannte Beispiele des 20.&nbsp;Jahrhunderts sind die Dust Bowl im Mittleren Westen der USA in den 1930er sowie die [[Sahel-Dürre|Dürre in der Sahel-Zone]] am Südrand der Sahara in den 1970er und 1980er Jahren. Auch Europa litt vor und während des [[Hitzewellen Europa|Hitzesommers 2003]] unter einer Dürre mit weit verbreiteter Trockenheit und [[Waldbrände]]n vor allem in Frankreich, Spanien und Portugal sowie über 50 000 frühzeitigen Todesfällen unter älteren und schwachen Menschen. Eine andere extreme Dürre in der jüngsten Zeit ereignete sich in Südwest-Asien (von Pakistan bis zum Irak und Kasachstan), wo der [[Niederschlag]] zwischen 1998 und 2001 weithin weniger als 55&nbsp;% des langjährigen Mittels betrug. Auch im Westen der USA gab es zwischen 1999 und 2004 eine Dürreperiode, die nach der Dust Bowl der 1930er Jahre die zweitstärkste Trockenzeit der letzten 100&nbsp;Jahren war. Und gleichzeitig mit starken Überschwemmungen in Pakistan verursachte im Sommer 2010 eine anhaltende [[Hitzewellen_Europa#Hitzewelle_in_Russland_2010|Hitzewelle und Dürre in Russland]] katastrophale Waldbrände, denen ebenfalls zahlreiche Menschen zum Opfer fielen.
== Was sind Dürren? ==
== Was sind Dürren? ==
Aufgrund der langanhaltenden sozioökonomischen Folgen werden Dürren als die bei weitem folgenreichsten Naturkatastrophen eingeschätzt.


Dürren werden häufig in drei Arten unterteilt bzw. verschieden definiert:<ref name="Dai 2011">Dai, A.(2011): Drought under global warming: a review, WIRES Climate Change 2, 45-66</ref>
Bei Dürren werden in der Regel drei Arten unterschieden:  
# Meteorologische Dürren: Darunter versteht man eine Periode von Monaten oder Jahren mit unterdurchschnittlichen Niederschlägen. Sie werden oft von überdurchschnittlich hohen Temperaturen begleitet und durch anhaltende Hochdruckverhältnisse verursacht. Nicht selten werden solche Bedingungen durch ungewöhnliche tropische Meeresoberflächentemperaturen angestoßen.  
# Meteorologische Dürren sind durch unterdurchschnittliche Niederschläge bestimmt. Sie werden durch den Standardisierten Niederschlags-Index (SPI) gemessen, nicht selten aber auch zusätzlich nach dem Standardisierten Niederschlags-Evaporations-Index (SPEI), bei dem auch die Verdunstung berücksichtigt wird.
# Landwirtschaftliche Dürren: Hier sind die Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und die Ernte bestimmend. Wichtig sind dabei trockene Böden über einen längeren Zeitraum, die durch geringen Niederschlag und/oder höhere Verdunstung entstehen.
# Landwirtschaftliche und ökologische Dürren zeigen sich an Ernteschäden und Austrocknung von Pflanzen und sind mit geringer Bodenfeuchtigkeit verbunden. Neben dem Niederschlag ist hier zusätzlich die potentielle Verdunstung entscheidend, was sich in dem SPEI-Index ausdrückt.
# Hydrologische Dürren: Entscheidendes Kriterium sind geringe Wasserressourcen. Die Ursachen liegen in verringerten Abflüssen und geringen Wasservorräten in Brunnen, Seen und anderen Reservoiren. Hydrologische Dürren entwickeln sich langsam und sind außer von geringen Niederschlägen auch vom Wassermanagement abhängig.
# Hydrologische Dürren zeigen sich in verringerten Abflüssen und geringen Wasservorräten in Brunnen, Seen, Grundwasser und anderen Reservoiren. Hier wird ebenfalls der SPEI-Index angewandt.  


Es gibt eine ganze Reihe von Merkmalen, an denen Dürren gemessen werden, z.B. Niederschlagsdefizite, Temperatur, Verdunstung, Bodenfeuchte, Abfluss. Ein häufig benutzter Index ist der Palmer Drought Severity Index (PDSI). In ihn gehen Niederschlag, Bodentemperatur und Verdunstung ein und er misst die Bodenfeuchte auf einer Skala von -10 (trocken) bis +10 (feucht). Der negative Teil der Skala wird wie folgt klassifiziert:<ref name="Dai 2011" />
Auch der besonders in den USA häufig benutzte Palmer Drought Severity Index (PDSI) berücksichtigt außer dem [[Niederschlag]] weitere Parameter wie Bodentemperatur, [[Verdunstung]] und Bodenfeuchte und klassifiziert sie auf einer Skal von -10 (trocken) bis +10 (feucht). Der negative Teil der Skala wird wie folgt klassifiziert:<ref name="Dai 2011" />
* -4,0 und weniger: extreme Dürre
* -4,0 und weniger: extreme Dürre
* -3,0 bis -3,99: starke Dürre
* -3,0 bis -3,99: starke Dürre
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Der PDSI hat sich als besonders geeignet für niedere und mittlere Breien erwiesen.
Der PDSI hat sich als besonders geeignet für niedere und mittlere Breiten erwiesen.
 
== Dürrerisiken ==
Wenige Wetterextreme richten so große ökologische und ökonomische Schäden an wie Dürren, unter denen jedes Jahr Millionen von Menschen zu leiden haben. Wegen ihrer langen Dauer und ihrer großräumigen Ausdehnung zählen Dürren für manche Regionen sogar zu den folgenreichsten Naturkatastrophen. Sie können den Grundwasserspiegel senken, die [[Wasserressourcen]] verringern und die Wasserqualität verschlechtern, was zu Hungerkatastrophen und Krankheiten führen kann. Dürren begünstigen Waldbrände und bedrohen in der Landwirtschaft die Nahrungsmittelproduktion durch Ernteschäden und Ertragsrückgänge. Zu den weiteren Folgen gehören Konflikte um die knappen Ressourcen, die Auflösung von sozialen Strukturen und Migrationsbewegungen. Beispielsweise soll die Dürre in Indien im Jahr 2014 zu Schäden in Höhe von schätzungsweise 30 Milliarden US-Dollar geführt haben.<ref name="IPCC AR6, WGII 2022">IPCC AR6 WGII (2022): Impacts, Adaptation and Vulnerability, Chapter 4: Water, 4.2.</ref>  Allein in den USA entstehen durch Dürren jedes Jahr im Mittel Schäden von 6-8 Mrd. US $. In Afrika fielen in den 1980er Jahren vor allem durch die [[Dürren im Sahel|Sahel-Dürre]] mehr als eine halbe Million Menschen dürrebedingten Katastrophen zum Opfer.<ref name="Dai 2011">Dai, A.(2011): Drought under global warming: a review, WIRES Climate Change 2, 45-66</ref>  Für Europa betrugen die Schäden durch Dürren über die letzten 30 Jahre mindestens 100 Billionen Euro, bei einer Verdopplung der ökonomischen Schäden seit Ende des 20. Jahrhunderts. Während die ökonomischen Schäden besonders hoch in Industrieländern sind, leiden Länder mit niedrigem Einkommen besonders unter den sozialen Schäden durch Dürren.<ref name="Carrão 2016">Carrão, H., G. Naumann and P. Barbosa (2016): Mapping global patterns of drought risk: an empirical framework based on sub-national estimates of hazard, exposure and vulnerability. Glob. Environ. Chang., 39, 108–124, doi:10.1016/j.gloenvcha.2016.04.012.</ref>
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| [[Bild:Global drought hazards.jpg|thumb|380px|Abb. 2: Globale Dürre-Ereignisse ]]||[[Bild:Global drought risk.jpg|thumb|380px|Abb. 3: Globales Dürre-Risiko]]
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Das Dürrerisiko setzt sich zusammen aus den Faktoren<ref name="Carrão 2016" />
* Dürre-Ereignis,
* Dürre-Exponiertheit und
* Dürre-Verletzlichkeit
Das Dürre-Ereignis bezieht sich auf die Häufigkeit, die Intensität und die räumliche Ausdehnung von Dürren. Dabei liegt ein durch langanhaltende Niederschlagsdefizite bedingtes meteorologisches Dürre-Ereignis den landwirtschaftlichen, ökologischen, hydrologischen und sozioökonomisch Dürren zugrunde. Dürreereignisse treten vor allem in semiariden Gebieten auf wie in Nordostbrasilien, West- und Ostafrika, Mittelasien, Australien, im Westen der USA oder der Iberischen Halbinsel. Sie sind selten in tropischen Regionen wie in Zentralafrika, Im Amazonasgebiet oder in Südostasien.<ref name="Carrão 2016" /> Bei der Exponiertheit kommt es auf die Bevölkerungsdichte an, auf die landwirtschaftlichen Merkmale und die Wasserversorgung. So sind eine auf Regenfeldanbau beruhende Landwirtschaft wesentlich exponierter als Bewässerungsanbau und eine auf Oberflächengewässer beruhende Wasserversorgung stärker durch Dürren gefährdet als eine Wasserversorgung durch Grundwasser.<ref name="Carrão 2016" /> Die Exponiertheit gegenüber Dürren ist in dünn besiedelten Regionen wie Tundra und Tropenwälder geringer und für besiedelte Gebiete und Regionen mit intensiver Ackerbau- und Viehzucht wie Süd- und Zentralasien sowie im Südosten Südamerikas höher (Abb. 4).<ref name="IPCC AR6, WGII 2022" />
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| [[Bild:Global drought exposure.jpg|thumb|380px|Abb. 4: Globale Dürre-Exponiertheit ]]||[[Bild:Global drought vulnerability.jpg|thumb|380px|Abb. 5: Global drought vulnerability.jpg|thumb|380px|Abb. 5: Globale Verletzlichkeit durch Dürren]]
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Die Verletzlichkeit hängt vom Wohlstand einer Gesellschaft, dem Gesundheitswesen, der ökonomischen Ungleichheit und dem Regierungssystem ab, um einige wichtige Faktoren zu nennen. Zu den verletzlichsten Regionen gehören z.B. Mittelamerika, Zentral- und Südasien und nahezu ganz Afrika südlich der Sahara mit Ausnahme Südafrikas. Die wohlhabenden Regionen der Welt wie Westeuropa, Nordamerika sowie Australien und Neuseeland sind dagegen weniger verletzlich (Abb. 5).<ref name="Carrão 2016" />
 
Das Dürrerisiko ist also nicht allein durch Häufigkeit und Stärke von Dürreereignissen bestimmt. Exponiertheit und Verletzlichkeit sind ebenso entscheidende Faktoren. So sind z.B. die USA, Europa und Südasien Regionen, die ähnlich stark durch Dürreereignisse betroffen sind (Abb. 2). Das Dürrerisiko ist in den USA und Europa jedoch deutlich geringer als in Südasien (Abb. 3).<ref name="Carrão 2016" />


== Dürren der Vergangenheit ==
== Dürren der Vergangenheit ==
In den letzten 1000 Jahren hat es in vielen Teilen der Erde wie in Nordamerika, Mexiko, Asien, Afrika und Australien immer wieder große Dürren gegeben, die sich teilweise zu lang anhaltenden (20-40 Jahre) „Megadürren“ ausgeweitet haben. Gut nachgewiesen sind solche Megadürren für das westliche Nordamerika im Mittelalter. Paläoklimatische Untersuchungen, die sich auf Baumringe, Sedimente, Fossilien und andere [[Proxydaten]] stützen, haben gezeigt, dass diese Dürren in den letzten 2000 Jahren nichts Ungewöhnliches waren. In den vergangenen 400 Jahren hat es mit einer gewissen Regelmäßigkeit in jedem Jahrhundert ein bis zwei mehrjährige große Dürren im Mittleren Westen der USA gegeben. Diese wurden in ihrer Intensität, Dauer und räumlichen Ausdehnung noch deutlich übertroffen von zwei "Megadürren" in der zweiten Hälfte des 16. und im letzten Viertel des 13. Jahrhunderts, die einige Jahrzehnte anhielten.<ref>Woodhouse, C.A. and J.T. Overpeck (1998): 2000 Years of Drought Variability in the Central United States, Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 79, No. 12, December 1998, 2693-2714</ref> Die mittelalterliche Megadürre hielt sogar mit einigen Unterbrechungen zwischen  900 und 1300 im Westen der heutigen USA und in den Great Plains über mehrere Jahrunderte an, wobei der Höhepunkt um die Mitte des 12. Jahrhunderts lag.<ref name="Cook 2007">Cook, E.R., et al. (2007): North American drought: Reconstructions, causes, and consequences, Earth-Science Reviews 81, 93–134</ref>  Einerseits könnten die höheren Temperaturen der Mittelalterlichen Warmzeit diese Dürre angestoßen haben.<ref>Woodhouse, C.A, et al. (2010): A 1,200-year perspective of 21st century drought in southwestern North America. Proc Natl Acad Sci USA 107:21283–21288</ref> Andereseits gab es wahrscheinlich im tropischen Pazifik La-Nina-artige Verhältnisse,  die auch im 20. Jahrhundert als Ursache Dürren angenommen werden.<ref name="Dai 2011" />  
In den letzten 1000 Jahren hat es in vielen Teilen der Erde wie in Nordamerika, Mexiko, Asien, Afrika und Australien immer wieder große Dürren gegeben, die sich teilweise zu lang anhaltenden (20-40 Jahre) „Megadürren“ ausgeweitet haben. Gut nachgewiesen sind solche Megadürren für das westliche Nordamerika im Mittelalter. Paläoklimatische Untersuchungen, die sich auf Baumringe, Sedimente, Fossilien und andere [[Proxydaten]] stützen, haben gezeigt, dass diese Dürren in den letzten 2000 Jahren nichts Ungewöhnliches waren. In den vergangenen 400 Jahren hat es mit einer gewissen Regelmäßigkeit in jedem Jahrhundert ein bis zwei mehrjährige große Dürren im Mittleren Westen der USA gegeben. Diese wurden in ihrer Intensität, Dauer und räumlichen Ausdehnung noch deutlich übertroffen von zwei "Megadürren" in der zweiten Hälfte des 16. und im letzten Viertel des 13. Jahrhunderts, die einige Jahrzehnte anhielten.<ref>Woodhouse, C.A. and J.T. Overpeck (1998): 2000 Years of Drought Variability in the Central United States, Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 79, No. 12, December 1998, 2693-2714</ref> Die mittelalterliche Megadürre hielt sogar mit einigen Unterbrechungen zwischen  900 und 1300 im Westen der heutigen USA und in den Great Plains über mehrere Jahrhunderte an, wobei der Höhepunkt um die Mitte des 12. Jahrhunderts lag.<ref name="Cook 2007">Cook, E.R., et al. (2007): North American drought: Reconstructions, causes, and consequences, Earth-Science Reviews 81, 93–134</ref>  Einerseits könnten die höheren Temperaturen der Mittelalterlichen Warmzeit diese Dürre angestoßen haben.<ref>Woodhouse, C.A, et al. (2010): A 1,200-year perspective of 21st century drought in southwestern North America. Proc Natl Acad Sci USA 107:21283–21288</ref> Andererseits gab es wahrscheinlich im tropischen Pazifik La-Nina-artige Verhältnisse,  die auch im 20. Jahrhundert als Ursache Dürren angenommen werden.<ref name="Dai 2011" />  


Auch für Ost-China zeigen historische Daten das Vorkommen von großen Dürren in den letzten Jahrhunderten, vor allem in den Zeiträumen 1500-1730 und nach 1900. Die Gründe waren hier wahrscheinlich eine Abschwächung des Sommermonsuns und eine ungewöhnliche Verschiebung der westlichen pazifischen Subtropenhochs nach Westen und Norden. Für die Abschwächung des Sommermonsuns könnten El-Nino-artige Erwärmungen verantwortlich gewesen sein.<ref name="Dai 2011" />
Auch für Ost-China zeigen historische Daten das Vorkommen von großen Dürren in den letzten Jahrhunderten, vor allem in den Zeiträumen 1500-1730 und nach 1900. Die Gründe waren hier wahrscheinlich eine Abschwächung des Sommermonsuns und eine ungewöhnliche Verschiebung der westlichen pazifischen Subtropenhochs nach Westen und Norden. Für die Abschwächung des Sommermonsuns könnten El-Nino-artige Erwärmungen verantwortlich gewesen sein.<ref name="Dai 2011" />


== Dürren der letzten Jahrzehnte ==
== Dürren der letzten Jahrzehnte ==
[[Bild:Landanteil 1950 2002.jpg|thumb|420px|Abb. 2: Anteil sehr trockener Gebiete an der globalen Landoberfläche]]
[[Bild:Drought-area-1980-2020.jpg|thumb|520px|Abb. 6: Anteil von Dürregebieten an der globalen Landfläche. Die Abb. zeigt farbig unterschiedlich starke Dürren entsprechend ihrer Dauer: blau = schwache Dürre (3 Monate -Dauer), orange = starke Dürre (6 Monate), rot = extreme Dürre (12 Monate).]]
=== Trends ===
=== Trends ===


[[Bild:PDSI 1900-2002.jpg|thumb|420px|Abb. 3: Änderung des [[Palmer drought severity index|Palmer Drought Severity Index]] 1900-2002 als Standardabweichung. Der PDSI ist ein Index für die Bestimmung der Bodenfeuchte.]]
[[Bild:PDSI 1900-2002.jpg|thumb|420px|Abb. 7: Änderung des [[Palmer drought severity index|Palmer Drought Severity Index]] 1900-2002 als Standardabweichung. Der PDSI ist ein Index für die Bestimmung der Bodenfeuchte.]]
Globale Untersuchungen, die den Niederschlag, die Temperatur und die Bodenfeuchte berücksichtigen, zeigen einen deutlichen Dürretrend über den Landgebieten der Nordhalbkugel seit der Mitte der 1950er Jahre, besonders über großen Teilen Eurasiens, Nordafrika, Kanada und Alaska. Der Anteil der sehr trockenen Gebiete hat sich hiernach auf den globalen Landgebieten in den letzten ca. 50 Jahren von ca. 15 % auf über 30 % mehr als verdoppelt, besonders seit Anfang der 1970er Jahren (Abb. 2).<ref name="Dai 2011" /><ref name="IPCC 2007, 3.3.4">IPCC (2007): Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 3.3.4</ref>
Der Anteil von Dürregebieten an der globalen Landfläche hat seit den 1980er Jahren deutlich
zugenommen. Wichtigster Grund sind abnehmende Niederschläge. Abb. 6 zeigt farbig unterschiedlich starke Dürren entsprechend ihrer Dauer: blau = schwache Dürre (3 Monate -Dauer), orange = starke Dürre (6 Monate), rot = extreme Dürre (12 Monate). Schwache Dürren wirken sich vor allem meteorologisch durch fehlende Niederschläge aus, starke Dürren zeigen sich auch in geringer Bodenfeuchte und landwirtschaftlichen Schäden, extreme Dürren haben soziale Folgen und gefährden das Grundwasser. Links wird der Anteil der jeweiligen Dürregebiete an der globalen Landfläche in % angezeigt. Dieser Anteil nimmt bei allen Dürrekategorien zwischen 1980 und 2020 zu, insbesondere bei den extremen Dürren. Die gesamten von Dürren unterschiedlicher Stärke betroffenen Gebiete hatten in den 1980er Jahren einen Anteil an der globalen Landfläche von knapp 20 %, in den 2010er Jahren waren sie auf knapp 30% bzw. um 50% angewachsen. Im Jahresverlauf waren vor allem die Sommermonate bis in den Herbst hinein von mehr Dürren betroffen. Außerdem erstreckten sich in bestimmten Regionen wie im Amazonasgebiet, Nord- und Zentralafrika, Mittleren Osten und Asien die Dürren über eine längere Zeit.<ref name="Ndehedehe 2023">Ndehedehe, C.E., G.F. Vagner, E. Oluwafemi et al. (2023): [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666916122000494 Global assessment of drought characteristics in the Anthropocene], Resources, Environment and Sustainability 12</ref>


Neben den USA und der afrikanischen Sahelzone wurden auch andere Regionen der Erde wie der Mittelmeerraum, Südafrika, Australien oder Süd- und Ostasien immer wieder von Dürren heimgesucht. In den '''USA''' fällt im 20.&nbsp;Jahrhundert die hohe Variabilität der trockenen Perioden auf. Deutlich ragen die Dürre-Ereignisse in den 1930er, 1950er, am Ende der 1980er Jahre und um die jüngste Jahrhundertwende heraus, die es aber ähnlich auch in früheren Jahrhunderten gegeben hat. Für die Entstehung von Trockenheit in den pazifischen Gebirgsregionen der USA ist – neben Faktoren der Landschaftsänderung – auch die Schneeakkumulation von Bedeutung, die in der zweiten Hälfte des 20.&nbsp;Jahrhunderts aufgrund der höheren Temperaturen in einigen Gebieten um bis zu 60&nbsp;% abgenommen hat.<ref>Service, R.F. (2004): As the West Goes Dry, Science 303, 1124-1127</ref> Dadurch führen die Flüsse im Frühjahr und Sommer weniger Wasser, es verringert sich die Bodenfeuchtigkeit, und die Dürregefahr erhöht sich.
Auch wenn die Niederschläge der grundlegende Faktor für die Entstehung von Dürren sind, spielen angesichts des Klimawandels Temperatur und Verdunstung eine zunehmend wichtigere Rolle. Steigende Temperaturen bedeuten mehr Verdunstung und damit weniger Wasserverfügbarkeit und ein größeres Risiko von Dürren. Untersuchungen, die Temperaturen und Verdunstung miteinbeziehen, ergeben daher ein realistischeres Bild der Dürreentwicklung in den letzten Jahrzehnten als nur bei Berücksichtigung der Niederschläge. So zeigt sich, dass es seit den 1950er Jahren weltweit 52 Megadürren gegeben hat, die vergleichbar mit der Dürre 2003 in Mitteleuropa waren. Bis in die 1980er Jahren hat die Anzahl solcher Megadürren pro Jahrzehnt kaum zugenommen. Danach aber stieg die Zahl der Megadürren weltweit von fünf in den 1980er Jahren, auf acht in den 1990ern, dreizehn in den 2000ern und zehn in 2010-2016. Während in den drei Jahrzehnten 1951-1980 sechzehn solcher Dürren vorkamen, waren es in den dreieinhalb Jahrzehnten 1981-2016 mit 36 mehr als doppelt so viele. Afrika südlich der Sahara, der Mittelmeerraum und der Nordosten Chinas waren die Regionen mit der größten Zunahme. Global hat die Anzahl der Dürren um 9,7% zugenommen, die von Dürren betroffene Fläche um 21,8%. Hauptantriebskraft für die Änderung ist die Temperaturzunahme, durch die die Verdunstung und damit auch die Trockenheit steigt. In den Regionen, die deutliche Abnahmen der Dürrehäufigkeit zeigen wie Nord- und Nordosteuropa sowie Teile Nord- und Südamerikas, haben zunehmende Niederschläge die Wirkung der höheren Verdunstung mehr als ausgeglichen.<ref name="Spinoni 2019">Spinoni, J., P. Barbosa, A. De Jager, N. McCormick et al. (2019): A new global database 42 of meteorological drought events from 1951 to 2016. J. Hydrol. Reg. Stud. 22, 100593. 43 doi:10.1016/J.EJRH.2019.100593.</ref>
* Hauptartikel: [[Dürren in den USA]]
Von katastrophalen Dürren besonders betroffen sind die Trockenregionen des afrikanischen Kontinents. Der jährliche [[Niederschlag]] variiert in '''Afrika''' räumlich extrem stark zwischen 10&nbsp;mm in der inneren Sahara und über 2000 mm in den tropischen Gebieten beiderseits des Äquators. Besonders ausgeprägt ist der regionale Niederschlagsgradient am Südrand der Sahara, in der so genannten Sahel-Zone, wo der mittlere jährliche Niederschlag auf 750&nbsp;km Abweichungen von mehr als 1000&nbsp;mm zeigt. Die bekannte [[Sahel-Dürre]] in den 1970er und 1980er Jahren ist durch viele Untersuchungen gut belegt.<ref>Dai, A., et al., 2004: Comment: The recent Sahel drought is real. Int. J. Climatol., 24, 1323-1331</ref> Die extreme Abnahme der Niederschläge in der Sahelzone seit Ende der 1960er Jahre ist im 20.&nbsp;Jahrhundert weltweit einmalig. Gegenüber der Periode 1931-1960 hat der mittlere Niederschlag in der Zeit von 1970 bis 1990 um 20-49&nbsp;% abgenommen. Seit den 1990er Jahre fielen in manchen Jahren zwar wieder überdurchschnittlich viele Niederschläge, ohne dass sich aber ein neuer Trend abzeichnet und die Dürreverhältnisse beendet wäre, wie u.a. das Jahr 2004 belegt.


[[Bild:Iberien_prec_proj2100.jpg|thumb|420px|Abb. 4: Änderung der sommerlichen (Juni bis August) Niederschläge in %. Dargestellt ist die Differenz der Jahre 2071-2100 und 1961-1990. Für das 21. Jahrhundert wurde hier das [[SRES-Szenarien|Szenario A1B]] des IPCC zugrunde gelegt.]]
* Hauptartikel: [[Dürren in Ostafrika]]
Auch der '''Mittelmeer-Raum und Zentraleuropa''' bis in die Ukraine weisen eine deutliche Niederschlagsabnahme auf, beispielsweise um 5&nbsp;% in Nord- und um 15&nbsp;% in Süd-Italien. In den Küstenbereichen Süd-Spaniens ging die Zahl der Niederschlagstage von 1964 bis 1993 sogar um 50&nbsp;% zurück. Die Folge waren Dürreperioden vor allem im Sommer, die durch die zusätzlich gestiegenen Temperaturen z.T. zu verheerenden Waldbränden führten. So nahm im östlichen Spanien bei einer Abnahme der Sommerregenfälle um 5,2 mm und einem Anstieg der Temperatur um 0,3 ºC pro Jahrzehnt die Zahl der Waldbrände in den letzten drei Jahrzehnten um durchschnittlich 16 pro Jahr zu.
* Hauptartikel: [[Dürren im Sahel]]
* Hauptartikel: [[Dürren in Europa]]


=== Ursachen ===
=== Ursachen ===
Gibt es zwischen der Zunahme von Dürren und der globalen Erwärmung einen Zusammenhang? <br />
Die Ursache von Dürren sind in vielen Fällen sehr komplex und können ihren Ursprung sowohl in natürlichen Prozessen, in der globalen Erwärmung sowie in direkten menschlichen Einwirkungen haben, wobei für die verschiedenen Arten von Dürren jeweils unterschiedliche Ursachen in Frage kommen können. Der jüngste IPCC-Bericht betrachtet daher auch den Einfluss des vom Menschen verursachten Klimawandels auf die Dürreentwicklung als nur begrenzt sicher.<ref name="IPCC AR6 WGI 2021">IPCC AR6, WGI (2021): The Physical Science Basis, Chapter 11: Weather and Climate Extreme Events in a Changing Climate., 11.6</ref>  
In den letzten Jahrzehnten haben sich die meisten Landgebiete aufgrund höherer Treibhausgaskonzentration um 1-3 °C erwärmt. Zugleich haben die Niederschläge über große Teile von Afrika, Südeuropa, Süd- und Ostasien, des östlichen Australien, von Mittelamerika und der mittleren Pazifikküste von Nordamerika abgenommen. Als Folge hat auch der Abfluss vieler Flussbecken abgenommen. 1950-1982 haben die Dürregebiete etwa 14-20 % der globalen Landgebiete eingenommen. Danach ist der Anteil auf über 30 % gestiegen. Der wichtigste Grund waren abnehmende Niederschläge in bestimmten Gebieten wie in Afrika und Ostasien. Aber auch die Temperaturzunahme und die damit steigende Verdunstung waren von Bedeutung. Das sind Gründe, die eindeutig für einen Einfluss der globalen Erwärmung sprechen.<ref name="Dai 2011" />  


Im Einzelfall ist die Zuordnung einer Ursache nicht immer einfach. Z.T. haben natürliche Schwankungen und die anthropogene Erwärmung zusammengewirkt wie bei der Saheldürre.<ref name="Dai 2011" /> Die Erwärmung des Indischen Ozeans, die für die Sahel-Dürre mitverantwortlich gemacht wird, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit durch die globale Erwärmung bedingt. Die Verschiebung der Zone mit warmen Meeresoberflächentemperatur im Atlantik nach Süden, die ebenfalls eine wichtige Rolle für die Saheldürre gespielt hat, ist dagegen wahrscheinlich eine natürliche Schwankung, weil die durch Treibhausgase bedingte Erwärmung größer im Nordatlantik als im Südatlantik ist. Bei der Änderung der Niederschläge und der Abschwächung des Sommermonsuns in Ostasien können sowohl eine höhere, vom Menschen verursachte Aerosolbelastung wie eine Erwärmung der tropischen Meeresoberflächentemperaturen eine Rolle gespielt haben. Insgesamt lässt sich feststellen, dass die globale Erwärmung in jedem Fall an der zunehmenden Trockenheit mitgewirkt hat, auch wenn natürliche Schwankungen wie ENSO u.a. Phänomene ebenfalls ihren Teil dazu beigetragen haben.
Für die Entstehung von Dürren spielen verschiedene Prozesse eine Rolle. Der wichtigste Faktor ist das Fehlen von Niederschlägen,<ref name="IPCC AR6 WGI 2021" /> das hauptsächlich durch die atmosphärische Dynamik, d.h. den Transport von trockenen bzw. das Ausbleiben von feuchten Luftmassen, bestimmt wird. Dafür sind oft bestimmte Wettersituationen wie blockierende Wetterlagen oder stabile Hochdruckgebiete die Ursache. Zweitens ist die Wasserdampfsättigung der Luft ein wichtiger Faktor, der wiederum stark von der Temperatur abhängig ist. Je höher die Temperatur der Luft ist, desto mehr [[Wasserdampf]] kann sie durch Verdunstung aufnehmen. Dafür ist allerdings das Vorhandensein von Wasser nötig. Während über dem Ozean stets genügend Wasser für die Verdunstung zur Verfügung steht, kann es über dem Land dazu kommen, dass die Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann, als in Pflanzen, Gewässern oder im Boden vorhanden ist. Die Folge ist eine zunehmende Austrocknung der Vegetation und des Bodens oder auch von Seen und Flüssen. Wenn kein Wasser mehr verdunsten kann, bleibt auch der Abkühlungseffekt durch die Verdunstung aus. Die Folge ist eine weitere Erwärmung der Luft, deren Verdunstungsbedarf noch mehr steigt und zu weiterer Austrocknung führt. Auf diese Weise tragen die Erhöhung der Treibhausgaskonzentration und die durch sie bedingte Temperaturzunahme zur Entstehung und Intensivierung von Dürren bei.


Die beobachtete und die modellierte Dürreentwicklung der letzten Jahrzehnte stimmen weitgehend überein. Das lässt für die nächsten 30-90 Jahre schwere und verbreitete Dürren über viele Landgebiete der Erde erwarten.<ref name="Dai 2012">Dai, A. (2012): Increasing drought under global warming in observations and models; Nature Climate Change, DOI: 10.1038/NCLIMATE1633</ref> Simulationen mit [[Klimamodelle|Klimamodellen]] zeigen, dass auch in Südeuropa die Trockenheit im Verlauf des 21. Jahrhunderts zunehmen wird. Insbesondere Spanien und Portugal könnten dann von sommerlichen Dürreperioden betroffen sein (Abb. 4).
Der anthropogene Einfluss auf die Temperatur beschränkt sich jedoch nicht auf die Zunahme von Treibhausgasen. Auch anthropogene Aerosole haben seit Mitte des 20. Jahrhunderts einen zeitlich unterschiedlichen Effekt auf die Temperatur gehabt. Bis zu den 1970er und 1980er Jahren hat die Aerosolkonzentration zugenommen, mit der Folge einer Abkühlung in bestimmten Regionen der Nordhalbkugel, danach hat die Konzentration wieder abgenommen, wodurch die Erwärmung durch Treibhausgase verstärkt zur Geltung kam. In bestimmten Regionen hat die Aerosolabkühlung in der ersten Phase den tropischen Monsun abgeschwächt und dadurch z.B. die bekannte extreme [[Dürren im Sahel|Dürre in der Sahelzone]] verursacht, sich aber auch in Mittelamerika und Süd- und Ostasien ausgewirkt. Die Treibhausgase haben dagegen das Auftreten von Dürren z.B. im Mittelmeerraum, Mittelamerika, Amazonasgebiet und Südafrika begünstigt, bedingt vor allem durch den Einfluss auf die potentielle Verdunstung.<ref name="Chiang 2021">Chiang, F., O. Mazdiyasni & O. AghaKouchak (2021): [https://doi.org/10.1038/s41467-021-22314-w Evidence of anthropogenic impacts on global drought frequency, duration, and intensity]. Nat Commun 12, 2754 (2021)</ref>
 
Der letzte Effekt zeigte sich auch im Sommer 2022, als es zu einer Reihe von [[Hitzewellen]] und Dürren auf der Nordhalbkugel rund um den Globus von Nordamerika über Europa bis Ostasien kam. Eine Untersuchung vor allem der Bodentrockenheit in diesem Raum mit Schwerpunkt in Mittel- und Westeuropa durch die [[Zuordnung von Extremereignissen|World Weather Attribution Initiative]]<ref>[https://www.worldweatherattribution.org/ World Weather Attribution Initiative]</ref> kam zu dem Ergebnis, dass die hohen, durch den menschengemachten Klimawandel bedingten Temperaturen der Hauptgrund für die Dürrebedingungen waren. Die stark verringerte Feuchtigkeit in der oberen Bodenschicht ist danach in Mittel- und Westeuropa durch den Klimawandel 5-6 Mal und in der tieferen Wurzelzone 3-4 Mal wahrscheinlicher geworden. Vorausgegangen war dem trockenen Sommer eine Serie von Hitzewellen, in deren Folge eine starke Verdunstung zu extrem trockenen Böden geführt hat. Unterstützt wurden die heißen und trockenen Bedingungen durch eine nahezu stationäre Hochdrucklage, die warme Luft aus der Sahara nach Nordafrika lenkte.<ref>Schumacher, D.L., M. Zachariah, F. Otto et al. (2022): [https://www.worldweatherattribution.org/wp-content/uploads/WCE-NH-drought-scientific-report.pdf High temperatures exacerbated by climate change made 2022 Northern Hemisphere droughts more likely]</ref>
 
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Jüngste [[Klimamodelle|Klimamodelluntersuchungen]] haben ergeben, dass Anzahl, Dauer, Ausdehnung und Intensität von Dürren im Laufe des 21. Jahrhunderts weiter zunehmen werden.<ref>Wang, G., Zhang, Q., et al. (2023): [https://doi.org/10.1029/2022EF003420 Projecting global drought risk under various SSP-RCP scenarios]. Earth's Future, 11, e2022EF003420</ref> Die geringste Änderung im Zeitraum 2015-2100 weist demnach die Dürrehäufigkeit auf (Abb. 8). Sie wird bis zur Mitte des Jahrhunderts im globalen Durchschnitt nur geringfügig zunehmen und stagniert dann. Dabei unterscheiden sich auch die [[SSP-Szenarien|Szenarien]] nur verhältnismäßig wenig voneinander. Bei dem niedrigen Szenario SSP1-2.6 zeigt sich nach 2050 sogar eine leicht abnehmende Tendenz. Letzteres ist auch bei der Dürredauer (Abb. 10) und der Intensität (Abb. 9) von Dürren der Fall. Die höheren Szenarien zeigen jedoch eine deutliche Zunahme der mittleren Dauer von Dürren um ein (SSP2-4.5) bis zwei Monate (SSP5-8.5) bis zum Jahrhundertende. Ähnlich nimmt auch die Stärke der Dürren, gemessen an dem SPEI-Index, deutlich und im Laufe der Zeit mit zunehmenden Unterschieden zwischen den Szenarien zu (Abb. 9). Regional verlängert sich die Dürredauer z.T. bis zu 100% bei dem mittleren Szenario SSP2-4.5 (Abb. 11), vor allem im Südwesten Nordamerikas, im Norden Südamerikas, im Mittelmeerraum, im südlichen Afrika, in Südwest-Asien und in Australien. Nur über kleineren Gebieten in den höheren Breiten der Nordhalbkugel nimmt die Dauer von Dürren ab: in Alaska, im Nordwesten Kanadas, in Süd-Grönland und im Nordosten Sibiriens.
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== Einzelnachweise ==
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== Weblinks ==
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* [http://www.climate-service-center.de/033557/index_0033557.html.de Dürre] Artikel über verschiedene Dürredefinitionen (Climate Service Center)
* [https://www.climate-service-center.de/products_and_publications/publications/detail/062858/index.php.de Dürre] Artikel über verschiedene Dürredefinitionen (Climate Service Center)
* [http://www.climate-service-center.de/033558/index_0033558.html.de Dürre, Index] Artikel über verschiedene Dürredeindices (Climate Service Center)
* [https://www.climate-service-center.de/products_and_publications/publications/detail/062862/index.php.de Dürre, Index] Artikel über verschiedene Dürre-Indices (Climate Service Center)
 
 
 
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==Klimadaten zum Thema==
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel Schulprojekt Klimawandel]:
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265122/a650309af3976d7c45fc3a8f4c3982b6/2012-wasser-afrika-data.pdf Einfluss des Klimawandels auf die Wasserversorgung in Afrika und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit] (Gymnasium Osterbek, Hamburg),<br>
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265052/aa45262c3b3200f32152132241fa51eb/2012-sahelzone-klimawandel-data.pdf Welche Folgen wird der Klimawandel für die Landwirtschaft und damit die Nahrungsmittelversorgung der Sahelzone haben?] (Gymnasium Osterbek, Hamburg)
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265016/122a582b7f8347322931f778d99216d6/2011-sahara-data.pdf Sahara: Wird die Sahara durch den Klimawandel wieder grüner?] (Gymnasium Allee, Hamburg)
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265358/d34afcc5bd5dfa719543d2aa4c1a787e/2009-wasserkonflikte-israel-data.pdf Wasserressourcen in Israel und Palästina] (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265460/467afe988de4728a199dfecccefe0d4a/2015-wasserknappheit-in-kalifornien-data.pdf Wasserknappheit in Kalifornien] Inwiefern beeinflusst der Klimawandel die Dürre in Kalifornien und welche Folgen resultieren daraus? (Cesar Klein Schule, Ratekau)
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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Dürren_(Bilder)|Dürren]]
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Aktuelle Version vom 13. Oktober 2023, 19:23 Uhr

Abb. 1: Dürre in Tansania, Satellitenbild der NASA vom 9.1.2006

Was sind Dürren?

Aufgrund der langanhaltenden sozioökonomischen Folgen werden Dürren als die bei weitem folgenreichsten Naturkatastrophen eingeschätzt.

Bei Dürren werden in der Regel drei Arten unterschieden:

  1. Meteorologische Dürren sind durch unterdurchschnittliche Niederschläge bestimmt. Sie werden durch den Standardisierten Niederschlags-Index (SPI) gemessen, nicht selten aber auch zusätzlich nach dem Standardisierten Niederschlags-Evaporations-Index (SPEI), bei dem auch die Verdunstung berücksichtigt wird.
  2. Landwirtschaftliche und ökologische Dürren zeigen sich an Ernteschäden und Austrocknung von Pflanzen und sind mit geringer Bodenfeuchtigkeit verbunden. Neben dem Niederschlag ist hier zusätzlich die potentielle Verdunstung entscheidend, was sich in dem SPEI-Index ausdrückt.
  3. Hydrologische Dürren zeigen sich in verringerten Abflüssen und geringen Wasservorräten in Brunnen, Seen, Grundwasser und anderen Reservoiren. Hier wird ebenfalls der SPEI-Index angewandt.

Auch der besonders in den USA häufig benutzte Palmer Drought Severity Index (PDSI) berücksichtigt außer dem Niederschlag weitere Parameter wie Bodentemperatur, Verdunstung und Bodenfeuchte und klassifiziert sie auf einer Skal von -10 (trocken) bis +10 (feucht). Der negative Teil der Skala wird wie folgt klassifiziert:[1]

  • -4,0 und weniger: extreme Dürre
  • -3,0 bis -3,99: starke Dürre
  • -2,0 bis -2,99: mäßige Dürre
  • -0,5 bis -0,99: beginnende Dürre
  • 0,49 bis -0,49: normal

Der PDSI hat sich als besonders geeignet für niedere und mittlere Breiten erwiesen.

Dürrerisiken

Wenige Wetterextreme richten so große ökologische und ökonomische Schäden an wie Dürren, unter denen jedes Jahr Millionen von Menschen zu leiden haben. Wegen ihrer langen Dauer und ihrer großräumigen Ausdehnung zählen Dürren für manche Regionen sogar zu den folgenreichsten Naturkatastrophen. Sie können den Grundwasserspiegel senken, die Wasserressourcen verringern und die Wasserqualität verschlechtern, was zu Hungerkatastrophen und Krankheiten führen kann. Dürren begünstigen Waldbrände und bedrohen in der Landwirtschaft die Nahrungsmittelproduktion durch Ernteschäden und Ertragsrückgänge. Zu den weiteren Folgen gehören Konflikte um die knappen Ressourcen, die Auflösung von sozialen Strukturen und Migrationsbewegungen. Beispielsweise soll die Dürre in Indien im Jahr 2014 zu Schäden in Höhe von schätzungsweise 30 Milliarden US-Dollar geführt haben.[2] Allein in den USA entstehen durch Dürren jedes Jahr im Mittel Schäden von 6-8 Mrd. US $. In Afrika fielen in den 1980er Jahren vor allem durch die Sahel-Dürre mehr als eine halbe Million Menschen dürrebedingten Katastrophen zum Opfer.[1] Für Europa betrugen die Schäden durch Dürren über die letzten 30 Jahre mindestens 100 Billionen Euro, bei einer Verdopplung der ökonomischen Schäden seit Ende des 20. Jahrhunderts. Während die ökonomischen Schäden besonders hoch in Industrieländern sind, leiden Länder mit niedrigem Einkommen besonders unter den sozialen Schäden durch Dürren.[3]

Abb. 2: Globale Dürre-Ereignisse
Abb. 3: Globales Dürre-Risiko

Das Dürrerisiko setzt sich zusammen aus den Faktoren[3]

  • Dürre-Ereignis,
  • Dürre-Exponiertheit und
  • Dürre-Verletzlichkeit

Das Dürre-Ereignis bezieht sich auf die Häufigkeit, die Intensität und die räumliche Ausdehnung von Dürren. Dabei liegt ein durch langanhaltende Niederschlagsdefizite bedingtes meteorologisches Dürre-Ereignis den landwirtschaftlichen, ökologischen, hydrologischen und sozioökonomisch Dürren zugrunde. Dürreereignisse treten vor allem in semiariden Gebieten auf wie in Nordostbrasilien, West- und Ostafrika, Mittelasien, Australien, im Westen der USA oder der Iberischen Halbinsel. Sie sind selten in tropischen Regionen wie in Zentralafrika, Im Amazonasgebiet oder in Südostasien.[3] Bei der Exponiertheit kommt es auf die Bevölkerungsdichte an, auf die landwirtschaftlichen Merkmale und die Wasserversorgung. So sind eine auf Regenfeldanbau beruhende Landwirtschaft wesentlich exponierter als Bewässerungsanbau und eine auf Oberflächengewässer beruhende Wasserversorgung stärker durch Dürren gefährdet als eine Wasserversorgung durch Grundwasser.[3] Die Exponiertheit gegenüber Dürren ist in dünn besiedelten Regionen wie Tundra und Tropenwälder geringer und für besiedelte Gebiete und Regionen mit intensiver Ackerbau- und Viehzucht wie Süd- und Zentralasien sowie im Südosten Südamerikas höher (Abb. 4).[2]

Abb. 4: Globale Dürre-Exponiertheit
Abb. 5: Globale Verletzlichkeit durch Dürren

Die Verletzlichkeit hängt vom Wohlstand einer Gesellschaft, dem Gesundheitswesen, der ökonomischen Ungleichheit und dem Regierungssystem ab, um einige wichtige Faktoren zu nennen. Zu den verletzlichsten Regionen gehören z.B. Mittelamerika, Zentral- und Südasien und nahezu ganz Afrika südlich der Sahara mit Ausnahme Südafrikas. Die wohlhabenden Regionen der Welt wie Westeuropa, Nordamerika sowie Australien und Neuseeland sind dagegen weniger verletzlich (Abb. 5).[3]

Das Dürrerisiko ist also nicht allein durch Häufigkeit und Stärke von Dürreereignissen bestimmt. Exponiertheit und Verletzlichkeit sind ebenso entscheidende Faktoren. So sind z.B. die USA, Europa und Südasien Regionen, die ähnlich stark durch Dürreereignisse betroffen sind (Abb. 2). Das Dürrerisiko ist in den USA und Europa jedoch deutlich geringer als in Südasien (Abb. 3).[3]

Dürren der Vergangenheit

In den letzten 1000 Jahren hat es in vielen Teilen der Erde wie in Nordamerika, Mexiko, Asien, Afrika und Australien immer wieder große Dürren gegeben, die sich teilweise zu lang anhaltenden (20-40 Jahre) „Megadürren“ ausgeweitet haben. Gut nachgewiesen sind solche Megadürren für das westliche Nordamerika im Mittelalter. Paläoklimatische Untersuchungen, die sich auf Baumringe, Sedimente, Fossilien und andere Proxydaten stützen, haben gezeigt, dass diese Dürren in den letzten 2000 Jahren nichts Ungewöhnliches waren. In den vergangenen 400 Jahren hat es mit einer gewissen Regelmäßigkeit in jedem Jahrhundert ein bis zwei mehrjährige große Dürren im Mittleren Westen der USA gegeben. Diese wurden in ihrer Intensität, Dauer und räumlichen Ausdehnung noch deutlich übertroffen von zwei "Megadürren" in der zweiten Hälfte des 16. und im letzten Viertel des 13. Jahrhunderts, die einige Jahrzehnte anhielten.[4] Die mittelalterliche Megadürre hielt sogar mit einigen Unterbrechungen zwischen 900 und 1300 im Westen der heutigen USA und in den Great Plains über mehrere Jahrhunderte an, wobei der Höhepunkt um die Mitte des 12. Jahrhunderts lag.[5] Einerseits könnten die höheren Temperaturen der Mittelalterlichen Warmzeit diese Dürre angestoßen haben.[6] Andererseits gab es wahrscheinlich im tropischen Pazifik La-Nina-artige Verhältnisse, die auch im 20. Jahrhundert als Ursache Dürren angenommen werden.[1]

Auch für Ost-China zeigen historische Daten das Vorkommen von großen Dürren in den letzten Jahrhunderten, vor allem in den Zeiträumen 1500-1730 und nach 1900. Die Gründe waren hier wahrscheinlich eine Abschwächung des Sommermonsuns und eine ungewöhnliche Verschiebung der westlichen pazifischen Subtropenhochs nach Westen und Norden. Für die Abschwächung des Sommermonsuns könnten El-Nino-artige Erwärmungen verantwortlich gewesen sein.[1]

Dürren der letzten Jahrzehnte

Abb. 6: Anteil von Dürregebieten an der globalen Landfläche. Die Abb. zeigt farbig unterschiedlich starke Dürren entsprechend ihrer Dauer: blau = schwache Dürre (3 Monate -Dauer), orange = starke Dürre (6 Monate), rot = extreme Dürre (12 Monate).

Trends

Abb. 7: Änderung des Palmer Drought Severity Index 1900-2002 als Standardabweichung. Der PDSI ist ein Index für die Bestimmung der Bodenfeuchte.

Der Anteil von Dürregebieten an der globalen Landfläche hat seit den 1980er Jahren deutlich zugenommen. Wichtigster Grund sind abnehmende Niederschläge. Abb. 6 zeigt farbig unterschiedlich starke Dürren entsprechend ihrer Dauer: blau = schwache Dürre (3 Monate -Dauer), orange = starke Dürre (6 Monate), rot = extreme Dürre (12 Monate). Schwache Dürren wirken sich vor allem meteorologisch durch fehlende Niederschläge aus, starke Dürren zeigen sich auch in geringer Bodenfeuchte und landwirtschaftlichen Schäden, extreme Dürren haben soziale Folgen und gefährden das Grundwasser. Links wird der Anteil der jeweiligen Dürregebiete an der globalen Landfläche in % angezeigt. Dieser Anteil nimmt bei allen Dürrekategorien zwischen 1980 und 2020 zu, insbesondere bei den extremen Dürren. Die gesamten von Dürren unterschiedlicher Stärke betroffenen Gebiete hatten in den 1980er Jahren einen Anteil an der globalen Landfläche von knapp 20 %, in den 2010er Jahren waren sie auf knapp 30% bzw. um 50% angewachsen. Im Jahresverlauf waren vor allem die Sommermonate bis in den Herbst hinein von mehr Dürren betroffen. Außerdem erstreckten sich in bestimmten Regionen wie im Amazonasgebiet, Nord- und Zentralafrika, Mittleren Osten und Asien die Dürren über eine längere Zeit.[7]

Auch wenn die Niederschläge der grundlegende Faktor für die Entstehung von Dürren sind, spielen angesichts des Klimawandels Temperatur und Verdunstung eine zunehmend wichtigere Rolle. Steigende Temperaturen bedeuten mehr Verdunstung und damit weniger Wasserverfügbarkeit und ein größeres Risiko von Dürren. Untersuchungen, die Temperaturen und Verdunstung miteinbeziehen, ergeben daher ein realistischeres Bild der Dürreentwicklung in den letzten Jahrzehnten als nur bei Berücksichtigung der Niederschläge. So zeigt sich, dass es seit den 1950er Jahren weltweit 52 Megadürren gegeben hat, die vergleichbar mit der Dürre 2003 in Mitteleuropa waren. Bis in die 1980er Jahren hat die Anzahl solcher Megadürren pro Jahrzehnt kaum zugenommen. Danach aber stieg die Zahl der Megadürren weltweit von fünf in den 1980er Jahren, auf acht in den 1990ern, dreizehn in den 2000ern und zehn in 2010-2016. Während in den drei Jahrzehnten 1951-1980 sechzehn solcher Dürren vorkamen, waren es in den dreieinhalb Jahrzehnten 1981-2016 mit 36 mehr als doppelt so viele. Afrika südlich der Sahara, der Mittelmeerraum und der Nordosten Chinas waren die Regionen mit der größten Zunahme. Global hat die Anzahl der Dürren um 9,7% zugenommen, die von Dürren betroffene Fläche um 21,8%. Hauptantriebskraft für die Änderung ist die Temperaturzunahme, durch die die Verdunstung und damit auch die Trockenheit steigt. In den Regionen, die deutliche Abnahmen der Dürrehäufigkeit zeigen wie Nord- und Nordosteuropa sowie Teile Nord- und Südamerikas, haben zunehmende Niederschläge die Wirkung der höheren Verdunstung mehr als ausgeglichen.[8]

Ursachen

Die Ursache von Dürren sind in vielen Fällen sehr komplex und können ihren Ursprung sowohl in natürlichen Prozessen, in der globalen Erwärmung sowie in direkten menschlichen Einwirkungen haben, wobei für die verschiedenen Arten von Dürren jeweils unterschiedliche Ursachen in Frage kommen können. Der jüngste IPCC-Bericht betrachtet daher auch den Einfluss des vom Menschen verursachten Klimawandels auf die Dürreentwicklung als nur begrenzt sicher.[9]

Für die Entstehung von Dürren spielen verschiedene Prozesse eine Rolle. Der wichtigste Faktor ist das Fehlen von Niederschlägen,[9] das hauptsächlich durch die atmosphärische Dynamik, d.h. den Transport von trockenen bzw. das Ausbleiben von feuchten Luftmassen, bestimmt wird. Dafür sind oft bestimmte Wettersituationen wie blockierende Wetterlagen oder stabile Hochdruckgebiete die Ursache. Zweitens ist die Wasserdampfsättigung der Luft ein wichtiger Faktor, der wiederum stark von der Temperatur abhängig ist. Je höher die Temperatur der Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie durch Verdunstung aufnehmen. Dafür ist allerdings das Vorhandensein von Wasser nötig. Während über dem Ozean stets genügend Wasser für die Verdunstung zur Verfügung steht, kann es über dem Land dazu kommen, dass die Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann, als in Pflanzen, Gewässern oder im Boden vorhanden ist. Die Folge ist eine zunehmende Austrocknung der Vegetation und des Bodens oder auch von Seen und Flüssen. Wenn kein Wasser mehr verdunsten kann, bleibt auch der Abkühlungseffekt durch die Verdunstung aus. Die Folge ist eine weitere Erwärmung der Luft, deren Verdunstungsbedarf noch mehr steigt und zu weiterer Austrocknung führt. Auf diese Weise tragen die Erhöhung der Treibhausgaskonzentration und die durch sie bedingte Temperaturzunahme zur Entstehung und Intensivierung von Dürren bei.

Der anthropogene Einfluss auf die Temperatur beschränkt sich jedoch nicht auf die Zunahme von Treibhausgasen. Auch anthropogene Aerosole haben seit Mitte des 20. Jahrhunderts einen zeitlich unterschiedlichen Effekt auf die Temperatur gehabt. Bis zu den 1970er und 1980er Jahren hat die Aerosolkonzentration zugenommen, mit der Folge einer Abkühlung in bestimmten Regionen der Nordhalbkugel, danach hat die Konzentration wieder abgenommen, wodurch die Erwärmung durch Treibhausgase verstärkt zur Geltung kam. In bestimmten Regionen hat die Aerosolabkühlung in der ersten Phase den tropischen Monsun abgeschwächt und dadurch z.B. die bekannte extreme Dürre in der Sahelzone verursacht, sich aber auch in Mittelamerika und Süd- und Ostasien ausgewirkt. Die Treibhausgase haben dagegen das Auftreten von Dürren z.B. im Mittelmeerraum, Mittelamerika, Amazonasgebiet und Südafrika begünstigt, bedingt vor allem durch den Einfluss auf die potentielle Verdunstung.[10]

Der letzte Effekt zeigte sich auch im Sommer 2022, als es zu einer Reihe von Hitzewellen und Dürren auf der Nordhalbkugel rund um den Globus von Nordamerika über Europa bis Ostasien kam. Eine Untersuchung vor allem der Bodentrockenheit in diesem Raum mit Schwerpunkt in Mittel- und Westeuropa durch die World Weather Attribution Initiative[11] kam zu dem Ergebnis, dass die hohen, durch den menschengemachten Klimawandel bedingten Temperaturen der Hauptgrund für die Dürrebedingungen waren. Die stark verringerte Feuchtigkeit in der oberen Bodenschicht ist danach in Mittel- und Westeuropa durch den Klimawandel 5-6 Mal und in der tieferen Wurzelzone 3-4 Mal wahrscheinlicher geworden. Vorausgegangen war dem trockenen Sommer eine Serie von Hitzewellen, in deren Folge eine starke Verdunstung zu extrem trockenen Böden geführt hat. Unterstützt wurden die heißen und trockenen Bedingungen durch eine nahezu stationäre Hochdrucklage, die warme Luft aus der Sahara nach Nordafrika lenkte.[12]

Projektionen

Abb. 8: Dürrehäufigkeit in Ereignisse pro Jahr 2015 bis 2100.
Abb. 9: Intensität von Dürreereignissen 2015 bis 2100.

Jüngste Klimamodelluntersuchungen haben ergeben, dass Anzahl, Dauer, Ausdehnung und Intensität von Dürren im Laufe des 21. Jahrhunderts weiter zunehmen werden.[13] Die geringste Änderung im Zeitraum 2015-2100 weist demnach die Dürrehäufigkeit auf (Abb. 8). Sie wird bis zur Mitte des Jahrhunderts im globalen Durchschnitt nur geringfügig zunehmen und stagniert dann. Dabei unterscheiden sich auch die Szenarien nur verhältnismäßig wenig voneinander. Bei dem niedrigen Szenario SSP1-2.6 zeigt sich nach 2050 sogar eine leicht abnehmende Tendenz. Letzteres ist auch bei der Dürredauer (Abb. 10) und der Intensität (Abb. 9) von Dürren der Fall. Die höheren Szenarien zeigen jedoch eine deutliche Zunahme der mittleren Dauer von Dürren um ein (SSP2-4.5) bis zwei Monate (SSP5-8.5) bis zum Jahrhundertende. Ähnlich nimmt auch die Stärke der Dürren, gemessen an dem SPEI-Index, deutlich und im Laufe der Zeit mit zunehmenden Unterschieden zwischen den Szenarien zu (Abb. 9). Regional verlängert sich die Dürredauer z.T. bis zu 100% bei dem mittleren Szenario SSP2-4.5 (Abb. 11), vor allem im Südwesten Nordamerikas, im Norden Südamerikas, im Mittelmeerraum, im südlichen Afrika, in Südwest-Asien und in Australien. Nur über kleineren Gebieten in den höheren Breiten der Nordhalbkugel nimmt die Dauer von Dürren ab: in Alaska, im Nordwesten Kanadas, in Süd-Grönland und im Nordosten Sibiriens.

Abb. 10: Dauer von Dürreereignissen in Monaten 2015 bis 2100.
Abb. 11: Regionale Änderung der Dauer von Dürreereignissen bis 2081-2100 relativ zu 1991-2014 in %.

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Dai, A.(2011): Drought under global warming: a review, WIRES Climate Change 2, 45-66
  2. 2,0 2,1 IPCC AR6 WGII (2022): Impacts, Adaptation and Vulnerability, Chapter 4: Water, 4.2.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Carrão, H., G. Naumann and P. Barbosa (2016): Mapping global patterns of drought risk: an empirical framework based on sub-national estimates of hazard, exposure and vulnerability. Glob. Environ. Chang., 39, 108–124, doi:10.1016/j.gloenvcha.2016.04.012.
  4. Woodhouse, C.A. and J.T. Overpeck (1998): 2000 Years of Drought Variability in the Central United States, Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 79, No. 12, December 1998, 2693-2714
  5. Cook, E.R., et al. (2007): North American drought: Reconstructions, causes, and consequences, Earth-Science Reviews 81, 93–134
  6. Woodhouse, C.A, et al. (2010): A 1,200-year perspective of 21st century drought in southwestern North America. Proc Natl Acad Sci USA 107:21283–21288
  7. Ndehedehe, C.E., G.F. Vagner, E. Oluwafemi et al. (2023): Global assessment of drought characteristics in the Anthropocene, Resources, Environment and Sustainability 12
  8. Spinoni, J., P. Barbosa, A. De Jager, N. McCormick et al. (2019): A new global database 42 of meteorological drought events from 1951 to 2016. J. Hydrol. Reg. Stud. 22, 100593. 43 doi:10.1016/J.EJRH.2019.100593.
  9. 9,0 9,1 IPCC AR6, WGI (2021): The Physical Science Basis, Chapter 11: Weather and Climate Extreme Events in a Changing Climate., 11.6
  10. Chiang, F., O. Mazdiyasni & O. AghaKouchak (2021): Evidence of anthropogenic impacts on global drought frequency, duration, and intensity. Nat Commun 12, 2754 (2021)
  11. World Weather Attribution Initiative
  12. Schumacher, D.L., M. Zachariah, F. Otto et al. (2022): High temperatures exacerbated by climate change made 2022 Northern Hemisphere droughts more likely
  13. Wang, G., Zhang, Q., et al. (2023): Projecting global drought risk under various SSP-RCP scenarios. Earth's Future, 11, e2022EF003420

Weblinks

  • Dürre Artikel über verschiedene Dürredefinitionen (Climate Service Center)
  • Dürre, Index Artikel über verschiedene Dürre-Indices (Climate Service Center)


Klimadaten zum Thema

Precip in Niederschlag Afrika rcp85 diff2 .png

Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus globalen SSP-Daten eigene Karten zur künftigen Entwicklung von Niederschlag, Temperatur, Verdunstung etc. erzeugen.




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Schülerarbeiten zum Thema

Schülerarbeiten zum Thema des Artikels aus dem Schulprojekt Klimawandel:

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