Dürren in den USA

Dürren der Gegenwart

Die USA werden häufig von starken Dürren heimgesucht, die sich vor allem auf den Südwesten, den Mittleren Westen und den Süden des Landes konzentrieren. Auch das neue Jahrtausend begann mit einer Reihe von ernsten bis extremen Dürren, die mit Unterbrechungen bis zum aktuellen Jahr (2012) anhielten. Von 1999 bis 2005 überzog eine starke Dürre die westlichen USA, wobei der Höhepunkt im Juli 2002 lag, als etwa 50 % der Vereinigten Staaten davon betroffen waren. Auch 2011 bis 2014 waren wieder extreme Dürrejahre, 2011 mit dem Schwerpunkt in Texas, 2012 im Mittleren Westen und 2013/14 in Kalifornien.

Von Dürre betroffene Fläche in den USA am 13.9.2011; Klassifizierung nach Drought Severity Classification

Die Folge waren große Probleme bei der Wasserversorgung, da in etlichen Staaten die Stauseen weniger als halb gefüllt waren. Ein weiteres Problem sind immer wieder große Waldbrände, von denen z.B. Staaten wie Oregon, Arizona und Colorado 2002 so stark wie in den letzten 100 Jahren nicht betroffen waren. Diese und andere Dürren zeigen die hohe Verletzlichkeit vor allem des Westens der USA durch Dürren. Im Zeitraum1980-2003 machten ökonomischen Schäden durch Dürren fast die Hälfte der Gesamtschäden durch Wetterextreme von 349 Mrd. US-$ aus.

Dürren der Vergangenheit

Obwohl die Dürren der 2000er Jahre in meteorologischer Hinsicht extrem waren, erreichten sie nicht das Ausmaß der beiden größten Dürren seit 1900, der „Dust-Bowl“-Dürre 1929-1940 und der Dürre zwischen 1946 und 1956 im Südwesten der USA. Die „Dust-Bowl“-Dürre war besonders extrem in den nördlichen Rocky Mountains und den nördlichen Great Plains. Durch die Dürre mussten 350 000 Rinder von der Regierung aufgekauft werden. Die gesamten wirtschaftlichen Schäden beliefen sich auf 13 Mrd. US-$. Die Dürre der 1950er Jahre betraf vor allem Texas und Neumexiko. Sie hatte insgesamt weniger Schäden zur Folge als die „Dust-Bowl“-Dürre, weil die landwirtschaftlichen Methoden inzwischen verbessert waren und die staatlichen Stellen eine effektivere Unterstützung leisteten.

Dürreflächen in den westlichen Vereinigten Staaten zwischen 800 und 2000 als Anteil an der Gesamtfläche

Die „Dust-Bowl“-Dürre wird allerdings in den Schatten gestellt durch sog. Megadürren, die Nordamerika in früheren Jahrhunderten heimgesucht haben. So hat es etwa im 16. Jahrhundert eine Megadürre gegeben, die deutlich länger andauerte als die Dürren im 20. Jahrhundert und sich besonders im Westen der heutigen Vereinigten Staaten und im nördlichen Mexiko auswirkte. Noch gewaltiger fiel die Megadürre während des Mittelalters aus, die den Westen und die Grat Plains betraf und mit einigen Unterbrechungen mehrere Jahrhunderte von etwa 900 bis 1300 andauerte. Die mittelalterliche Megadürre war die ausgedehnteste, längste und stärkste Dürre der Region in den letzten ca. 1000 Jahren. Sie war besonders ausgeprägt um die Mitte des 12. Jahrhunderts. Wie die Dürren des 20. und 21. Jahrhunderts war auch die mittelalterliche Megadürre mit höheren globalen bzw. (nord-)hemisphärischen Temperaturen verbunden. Diese lagen allerdings zwischen 950 und 1150 nur um 0,2-0,4 °C über dem Mittel der Jahre 1850-2006, während sie gegenwärtig um 0,8 °C darüber liegen. Zeitweilig und in bestimmten Regionen erreichte die mittelalterliche Erwärmung im Südwesten der USA aber auch 1 °C über dem Mittel von 1850-2006. Die Gründe der mittelalterlichen Erwärmung sind in einer stärkeren Solarstrahlung und abnehmenden vulkanischen Aktivität zu sehen. Die gegenwärtige Hintergrunderwärmung ist dagegen im wesentlichen auf die höhere atmosphärische Konzentration von Treibhausgasen zurückzuführen, weshalb auch verschiedene Autoren in den US-Dürren bereits Anzeichen des anthropogenen Klimawandels sehen.

Ursachen

Worin liegen die Gründe für die immer wieder starken Dürren in Nordamerika? Modelluntersuchungen haben einen klaren Zusammenhang zwischen den nordamerikanischen Dürren und den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Pazifik nachgewiesen. Eine zunehmende Strahlungserwärmung über dem tropischen Pazifik führt zu La-Niña-artigen, d.h. kühlen, Bedingungen im östlichen tropischen Pazifik. Eine wärmere Atmosphäre bewirkt hier paradoxerweise die Entwicklung von kühleren Meeresoberflächentemperaturen. Derartige Bedingungen führen in der oberen Troposphäre zu verstärkten Strömungen von den Subtropen Richtung mittlere Breiten. Kalte Meeresoberflächentemperaturen im Ostpazifik begünstigen also die Trockenheit im nordamerikanischen Südwesten. Das Erstaunliche dabei ist, dass derart gewaltige Dürren, wie sie immer wieder über Nordamerika hereingebrochen sind, oft durch geringe Änderungen von tropischen Meeresoberflächentemperaturen von nur wenigen Zehntel Grad hervorgerufen wurden. Die Ursachen für solche Änderungen werden in einer allgemeinen Erwärmung der tropischen Troposphäre gesehen, wie sie besonders in der Mittelalterlichen Warmzeit erfolgt ist.

Möglicherweise macht sich bei der gegenwärtigen Erwärmung über dem Pazifik bereits die globale Erwärmung bemerkbar, die so mitverantwortlich sein könnte an den Dürren zu Beginn des 21. Jahrhunderts. Ein Rolle könnte dabei auch die Ausdehnung der Hadley-Zelle Richtung Pole sein, die als Folge des Klimawandels angenommen wird (vgl. Atmosphärische Zirkulation und Klimawandel). Damit würden sich die trockenen subtropischen Hochdruckzellen auf der Nordhemisphäre nach Norden verschieben.

Dürren der Zukunft

In der Literatur ist die Frage entstanden, ob die Dürren der Vergangenheit, insbesondere die Megadürre im Mittelalter, Vorboten der Zukunft sein könnten. Nach Klimamodellrechnungen werden sich die Verhältnisse in der ersten Hälfte des 21. Jahrhunderts nur wenig ändern. Ab der Mitte des Jahrhunderts nehmen Anzahl und Dauer der Dürren jedoch deutlich zu. Die Länge künftiger Dürren wird auf 5 bis 12 Jahre geschätzt. Dafür werden nicht nur geringere Niederschläge verantwortlich sein. Ein wichtiger Faktor wird auch in einer deutlich geringeren Bodenfeuchtigkeit gesehen, die nicht nur durch geringere Niederschläge, sondern auch durch weniger Schneebedeckung bedingt sein wird. Wenn schon im Frühjahr in den Bergregionen weniger Schnee liegt, weil aufgrund der höheren Temperaturen die Niederschläge nicht mehr als Schnee, sondern als Regen fallen, trocknet der Boden bis zum Sommer hin stark aus, was höhere Temperaturen und Dürren begünstigt. Die Wasserstände in den Flüssen, z.B. im Colorado River, werden in solchen Jahren deutlich fallen und Probleme für die Bewässerung der Landwirtschaft und die Wasserversorgung der Bevölkerung darstellen.

Einzelne Regionen

Der Südwesten der USA

Versteht man als extreme Dürre einen Zustand, bei dem die Bodenfeuchte in dem entsprechenden Jahr auf weniger als 10 % des langjährigen Durchschnitts (z.B. der Jahre 1951-1999) fällt, dann gab es im Südwesten der Vereinigten Staaten in den letzten 100 Jahren mindestens 14 solcher Jahre mit extremen Dürren. Sechs davon lagen bereits im 21. Jahrhundert: 2002, 2007, 2008, 2011, 2012 und 2013/14. Begleitet waren die Dürren durch sehr geringe Niederschläge.

Die aktuelle Dürre, die von Ende 2013 bis in das Jahr 2014 andauerte, war eine der extremsten und längsten Dürren der letzten Jahrzehnte. Schon zwischen Oktober bis Dezember 2013, zu Beginn des eher niederschlagsreichen Winters, war es extrem trocken. Vorausgegangen waren aber Niederschlagsdefizite über zwei Jahre. Die Folge waren u.a. zahlreiche Waldbrände. Ende Januar 2014 war dann nahezu ganz Kalifornien von einer extremen Dürre betroffen, die schon seit Monaten anhielt. Die davor liegenden 12 Monate waren die trockensten 12 Monate seit Beginn der Messungen 1885. Von Februar 2013 bis Januar 2014 fiel nur ein Drittel der üblichen Niederschläge. In der Sierra Nevada lag im Winter 2013/14 kaum Schnee.

Die unmittelbare Ursache der Dürre war eine Hochdruckzelle über dem Golf von Alaska von November 2013 bis Januar 2014, die gepaart war mit einem ausgedehnten Tief nördlich der Großen Seen, das sehr kalte Luft in den Mittleren Westen und den Nordosten der USA lenkte. Es scheint, dass dieses Zirkulationsmuster von Meeresoberflächentemperaturen im Pazifik angetrieben wird, die einem El Niño um ein Jahr vorauseilen. Historisch gesehen hat sich diese Verknüpfung in den letzten Jahrzehnten verstärkt. Ursache könnte der Antrieb durch die Zunahme von Treibhausgasen in der Atmosphäre sein.

Kalifornien war in seiner Geschichte häufig von Dürren betroffen, bis hin zu den Megadürren des Mittelalters. Daher sind die aktuellen Dürren keineswegs ohne Beispiel in den letzten 1000 Jahren. Dennoch können die hydrologischen Veränderungen, d.h. Veränderungen in dem Verhältnis von Niederschlag und Verdunstung, in den letzten 50 Jahren nicht gänzlich durch natürliche Schwankungen erklärt werden, sondern zeigen die Spuren des anthropogenen Klimawandels. Das machen nicht zuletzt Projektionen von Klimamodellen deutlich.

Globale Zirkulationsmodelle sagen eine langfristige Abnahme der Wasserverfügbarkeit im Südwesten der USA bis zum Ende des 21. Jahrhunderts vor allem im Frühling voraus. Untersuchungen mit hochauflösenden Regionalmodellen unterstützen das Ergebnis. Im Winter werden die Niederschläge im Südwesten der USA dagegen eher zunehmen. Hintergrund sind Veränderungen der globalen Zirkulationsmuster. Im Winter wird sich nach Modellsimulationen das Alëuten-Tief verstärken, was zu stärkeren Tiefdruckbahnen von Südwesten Richtung kalifornische Küste führt. Im Frühjahr dagegen wird sich in Zukunft das subtropische Hoch als Folge einer Ausdehnung der Hadley-Zelle verstärken und Richtung Westküste der USA ausweiten. Solche Hochdrucklagen führen zu einer Abnahme der Niederschläge und Zunahme der Verdunstung und damit zu mehr Trockenheit im Südwesten der USA.

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Kontakt: Dieter Kasang