Starkregen und Hochwasser in Nordamerika

Niederschlagsverteilung im Januar bis Juni 2008. Besonders hoch waren die Niederschläge im Einzugsgebiet des Ohio und des Mississippi.

Hochwasserereignisse

In den letzten Jahrzehnten hat es gerade in den zentralen Vereinigten Staaten eine Reihe von Überschwemmungen katastrophalen Ausmaßes gegeben, so z.B. in den Jahren 1993, 2008, 2011, 2013 und 2014.

Im Mittleren Westen führten im Sommer 2008 starke Überschwemmungen zu hohen Verlusten in der Landwirtschaft und Zerstörungen von Gebäuden. In Iowa wurden 9 % der Maisanbaugebiete und 8 % der Sojafläche überflutet. In einigen Gebieten gab es absolute Rekordniederschläge, in den meisten Provinzen des Nordostens Niederschläge, die deutlich über dem Mittel lagen. Im vorausgegangenen Winter herrschten in der Region sehr feuchte Bedingungen. Das obere Mississippi-Becken empfing die zweithöchsten Niederschläge seit Beginn der Messungen 1895. Die Folge war, dass die Böden im Sommer bereits mit Feuchtigkeit gesättigt waren, so dass die Niederschläge nicht versickern konnten und direkt in die Bäche und Flüsse abflossen. Z.T. kam es zu Schichtfluten. In vielerlei Hinsicht übertrafen die Niederschläge und das Hochwasser sogar die sogenannte Große Flut am Mississippi im Jahre 1993.

Im April und Mai 2011 kam es erneut zu einem historischen Hochwasser am Mississippi. Ursache waren Niederschläge z.B. im Ohio-Tal, die fast 300 % über den normalen Werten lagen. Der Ohio transportierte die Wassermassen in den Mississippi. Das dann am Mississippi einsetzende Hochwasser übertraf alle bis dahin gemessenen Pegelstände. Um Städte und dicht besiedelte Gebiete zu schützen, würden Dämme entlang von landwirtschaftlich genutzten Flächen geöffnet, so dass die Wassermassen Hunderttausende von Hektar Land überfluteten. Die Landwirtschaft musste in den Staaten Arkansas, Tennessee und Mississippi ca. 2 Mrd. US an Schäden verkraften.

2013 gingen in Colorado zwischen dem 10. und 16. September sogar 1000 % mehr Niederschläge als normalerweise in dieser Jahreszeit nieder und führten zu gewaltigen Überschwemmungen. Allein vom 10. bis zum 12. September fiel in Boulder, der mit am stärksten betroffenen Stadt, mehr Regen als in allen früheren ganzen Septembermonaten seit Beginn der Messungen 1897. Experten stuften den Niederschlag als 1000-Jahr-Ereignis ein, d.h. als ein Ereignis, das statistisch gesehen nur einmal in 1000 Jahren vorkommen sollte. Am Boulder Creek wurden die höchsten Wasserstände seit 1894 gemessen. Wichtige Verkehrswege wurden unpassierbar, Schulen, Ämter und Firmen blieben geschlossen. Boulder kennt Überschwemmungen normalerweise im April und Mai, während der September eher ein trockener Monat ist. Im September 2013 brachten Monsunwinde außerordentlich feuchte Luft vom Golf von Mexiko vom Südosten in den Südwesten der USA, die hier zusätzlich auf eine Kaltfront und Osthang der Rocky Mountains trafen.

Niederschläge und Starkregen

Die Gesamtniederschläge in den USA sind in den letzten 50 Jahren im Mittel um 5 % gestiegen. Regional unterscheidet sich dabei der Norden, der feuchter geworden ist, vom Süden und besonders vom Südwesten, wo es trockener geworden ist.

Beobachtungen zeigen außerdem eine Zunahme von Starkniederschlägen über dem ganzen Kontinent zwischen Mitte des 20. Jahrhunderts und dem frühen 21. Jahrhundert wie kaum in einer anderen Region der Welt. In Flüssen, die sich stark aus Schneegebieten speisen, kommt es außerdem zu früheren Hochwassern. In den letzten Jahrzehnten ist die Häufigkeit von sehr starken Niederschlägen (76-155 mm/Tag) über große Teile der USA östlich der Rocky Mountains angestiegen, besonders in den zentralen USA (oberer Mississippi, Mittlerer West und Süden).

Die Größe von Überschwemmungen ist im Südwesten der USA geringer geworden. Langzeitdaten zeigen dagegen eine Zunahme an Hochwasserereignissen in der nördlichen Hälfte der östlichen Prärien und in Teilen des Mittleren Westens, besonders in den letzten Jahrzehnten. Tage mit Starkregenereignissen haben in den östlichen Vereinigten Staaten zugenommen, vor allem in den Neuengland-Staaten.

Die zentralen USA

Die zentralen USA haben in den letzten Jahrzehnten die stärksten Hochwasserereignisse in Nordamerika erfahren. Starker (25-76 mm/Tag), sehr starker (76-155 mm/Tag) und extremer (über 155 mm/Tag) Niederschlag hat in den zentralen Vereinigten Staaten in den letzten Jahrzehnten um 10-40 % zugenommen. Die stärksten Zuwächse verzeichnet dabei mit 40 % der extreme Niederschlag, während der mäßig starke Niederschlag (13-25 mm/Tag) keinen Trend zeigt.

Für diesen Trend kann es verschiedene Ursachen geben. Zum einen kommt dafür die globale Erwärmung in Frage. Höhere Temperaturen bewirken mehr Wasserdampf in der Atmosphäre, der dann bei Niederschlägen verstärkt zur Verfügung steht. Die 30-Jahresperiode 1979-2009 war auf der Nordhalbkugel um 0,5 °C wärmer als die davor liegenden 30 Jahre. Zugleich dauerten die warmen El-Niño-Ereignisse auf Kosten von La-Niña-Ereignissen länger. Beide globale Faktoren können für die beobachtete Zunahme der Starkniederschläge in den zentralen USA verantwortlich sein, das ENSO-Phänomen allerdings in geringerem Maße als die globale Erwärmung. Falls allein die Erwärmung um ein halbes Grad Celsius eine Zunahme der extremen Niederschläge um 40 % bewirkt haben sollte, wäre das für die Zukunft mit zu erwartenden Erwärmungen von einigen Grad Celsius ein katastrophales Zeichen.

Interessant sind die regionalen Unterschiede bei der Erwärmung in den zentralen USA selbst und ihre Folgen für die Starkregenereignisse. Die Erwärmung zeigt sich vor allem im norden der Region, weshalb hier auch eine stärkere Zunahme der Starkregenereignisse zu erwarten. Tatsächlich wird das durch Beobachtungsdaten bestätigt. Die extremen Niederschläge konzentrieren sich hier auf die Zeit von März bis Oktober. Der sich geringer erwärmende, z.T. sogar abkühlende (Wärmeloch) Süden zeigt dagegen nur eine geringe bis gar keine Zunahme von Starkregen.

In den letzten 30 Jahren gab es in der Region aber auch eine Intensivierung der Landwirtschaft und der Wassernutzung, die eine zusätzliche regionale Quelle für Wasserdampf in der Atmosphäre sind. Die Intensivierung des Anbaus auf etwa derselben Fläche (beim Mais etwa eine Vervierfachung der Anbaudichte, beim Weizen eine Steigerung der Ernte um 50 %) führt zu einem höheren Wasserkonsum pro Fläche durch die Pflanzen. Das bewirkt eine Erhöhung der Transpiration und Evaporation und damit zu mehr Wasserdampf in der Atmosphäre. Für den höheren Wasserverbrauch wurden zahlreiche Stauseen geschaffen, die ebenfalls, vor allem in der warmen Jahreszeit, die Verdunstung erhöhen.

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Kontakt: Dieter Kasang