Dürren 2018-2020 in Europa: Unterschied zwischen den Versionen

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Version vom 5. Januar 2022, 12:06 Uhr

Abb. 1: Räumliche Verteilung der Bodenfeuchte im Sommer 2018. Blau = hohe, rot = niedrige Bodenfeuchte, ausgedrückt durch einen Indexwert: weniger als -2,0 = extreme Dürre, -2,0 bis -1,5 = starke Dürre.
Abb. 2: Abweichungen der sommerlichen Niederschläge in % vom Mittel 1980-2010 in den Jahren 2018 (links) und 2019 (rechts).

1 Wetterverhältnisse

1.1 2018

Nach dem „Jahrhundertsommer“ 2003 zeichneten sich besonders die Sommer in den Jahren 2018 bis 2020 durch ungewöhnlich hohe Temperaturen und extreme Niederschlagsdefizite aus. 2018 waren vor allem Mittel-, Nordwest- und Nordeuropa betroffen. In Großbritannien, Deutschland, Luxemburg und den Niederlanden kam es zu neuen Hitzerekorden. In Mitteleuropa lagen die Niederschläge vielfach um mehr als 40% unter dem Mittel von 1980-2010, in Skandinavien um 20-40% (Abb. 2).[1] Die größte Ausdehnung der Dürre 2018 umfasste 24-38 Mio. ha, im Vergleich zu 2003 mit 20-28 Mio. ha. Auch in anderen Regionen der Nordhalbkugel wie in Japan, Nordost-China und den südwestlichen USA kam es im Sommer 2018 zu gravierenden Dürren. Europa scheint aber am stärksten und besonders anhaltend von der Dürre betroffen gewesen zu sein. Modellsimulationen nach dem RCP8.5-Szenario lassen erwarten, dass ein Sommer wie 2018 Anfang der 2040er Jahre für Mitteleuropa ein normaler Sommer sein wird.[2]

Abb. 3:Trockenheit des Gesamtbodens (bis 1,8 m Tiefe) im August 2018 (links) und August 2019 (rechts) in Deutschland.

Ein wichtiges Kennzeichen von Trockenheit ist die Bodenfeuchtigkeit. Sie beeinflusst die Niederschlagsbildung, die Verdunstung und damit auch die Temperatur sowie das Wachstum von Pflanzen. Das Jahr 2018 unterschied sich von früheren Dürre-Jahren und heißen Sommern zunächst durch einen sehr feuchten Winter und einen sehr warmen und strahlungsreichen Frühling. Aufgrund der hohen winterlichen Niederschläge, die teilweise bis in den Frühling hineinreichten, war die Bodenfeuchtigkeit im März und April eine der höchsten der letzten Jahrzehnte. Zum Sommer hin nahm sie besonders in Mitteleuropa und dem südlichen Skandinavien jedoch rapide ab und erreichte im September einen extrem niedrigen Rekordwert.[3]

1.2 2019

Das Jahr 2018 war auch dadurch ungewöhnlich, dass in Mittel- und Nordeuropa von April bis September ein nahezu endloser Sommer herrschte.[4] Die außerordentlichen Wetterverhältnisse setzten sich mehr oder weniger auch noch im darauf folgenden Jahr 2019 fort. Zusammengenommen war die anhaltende Sommerdürre 2018-2019 in den letzten 250 Jahren in Europa beispiellos.[1] Auch wenn die sommerlichen Temperaturen 2019 nicht über so viele Monate herrschten wie 2018, wurden an einigen Orten 2019 bisherige Höchsttemperaturen übertroffen. So kletterten die Temperaturen im Südosten Frankreichs auf den nationalen Rekordwert von über 46 °C und in Deutschland ebenfalls auf einen neuen Rekord von über 42 °C.[5] 2019 waren die Niederschläge insgesamt in Europa ähnlich gering wie 2018. Die geographischen Schwerpunkte der Niederschlagsdefizite waren jedoch nach Osten verschoben. In Großbritannien fiel überdurchschnittlich viel Regen. Statt Schweden wie 2018 war 2019 vor allem Finnland von geringen Niederschlägen betroffen und statt Deutschland und die Beneluxstaaten waren es Ostpolen und die Ukraine. In Mitteleuropa fielen etwa 20-40 % weniger Niederschläge als im Mittel 1980-2010, in der Ukraine bis zu 60%. Andererseits gab es 2019 auch in größeren Teilen Spaniens extrem niedrige Niederschläge (Abb. 2).

Trotz der etwas höheren Niederschläge waren die Böden in Mitteleuropa 2019 deutlich trockener als im Vorjahr (Abb. 3). Der Grund war, dass die bis in den Winter hinein zunehmende Bodentrockenheit von 2018 vor allem in den tieferen Bodenschichten (bis 1,80 m) auch 2019 noch vorhanden war und zusätzlich verstärkt wurde. So waren große zusammenhängende Gebiete Norddeutschlands von einer „außergewöhnlichen“ Dürre im Boden betroffen, was 2018 nur auf kleineren isolierten Flächen der Fall war.

Abb. 4: Änderung der Anzahl der feuchten Tage (ab 1mm Niederschlag/Tag) 2020 im Vergleich zum Mittel 1981-2010
Abb. 5: Änderung der Anzahl der feuchten Tage (ab 1mm Niederschlag/Tag) 2020 im Vergleich zum Mittel 1981-2010

1.3 2020

2020 war dann das dritte Jahr, in dem vor allem Mitteleuropa ungewöhnlich trockene Bedingungen erlebte (Abb. 4). Im April und Mai 2020 fielen geringe Niederschläge vor allem in Deutschland und Belgien. Trockener als üblich war es im Juli auch in östlichen Frankreich und ab August in Teilen Skandinaviens.[6] Im Jahresmittel lagen die Niederschläge 2020 eher im normalen Bereich; besonders im Nordwesten des Kontinents fielen reichlich Niederschläge. Im Frühling und Sommer (mit Ausnahme des Monats Juni) waren die Niederschläge dagegen deutlich unterdurchschnittlich.[7]

Die Bodenfeuchte 2020 war in Europa insgesamt ähnlich niedrig wie in den beiden Jahren zuvor, auch in diesem Jahr, weil die tieferen Bodenschichten noch immer sehr trocken von dem vorangegangenen Jahr waren (Abb. 5). Schon im Frühjahr zeigte sich ein geringer Wassergehalt im Boden, aber auch fast alle übrigen Monate lagen unter dem langjährigen Durchschnitt. Besonders betroffen waren die Gebiete zwischen Schwarzem und Kaspischen Meer, aber auch Mittel- und Westeuropa.[8]

2 Erklärungen

Abb. 6: Auswirkungen klimatischer Verhältnisse im Frühjahr 2018 auf die Kohlenstoffaufnahme durch die Vegetation im Sommer in gr. Kohlenstoff pro m2 und Monat (gC/m2/Monat).

Unmittelbare Ursache für die extremen Dürreverhältnisse 2018-2020 war das Zusammentreffen hoher Temperaturen und geringer Niederschläge. In der Höhe bei 500 hPa (~5400 m Höhe) bildete sich ein stabiles Hochdrucksystem, das zu einer blockierenden Wetterlage mit hoher Sonneneinstrahlung führte. Die hohen Temperaturen verdunsteten rasch die Feuchtigkeit von Pflanzen und Böden, so dass die Abkühlung durch Verdunstung vielerorts ausfiel. Dadurch entwickelten sich großräumige Hitze- und Dürrebedingungen, durch die sich Trockenheit und hohe Temperaturen weiter stabilisierten. Möglicherweise ist die Ursache dieser Wetterlage die sogenannte Arktische Verstärkung, d.h. die mehr als doppelt so starke Erwärmung der Arktis im Vergleich zu den mittleren Breiten. Der sich dadurch abschwächende Temperaturgegensatz zwischen hohen und mittleren Breiten bewirkt nach dieser Hypothese, dass der Jetstream sich abschwächt, stärker mäandriert und sich langsamer von Westen nach Osten bewegt.[1] Dadurch können sich im Sommer stabile Hochdrucklagen, sog. blockierende Wetterlagen, ausbilden (wobei es andernorts aber auch zu anhaltenden Starkniederschlägen kommen kann). Allerdings wird dieser Mechanismus in der Forschung noch diskutiert.[9]

Eine Untersuchung zum Ablauf der Dürrebedingungen 2018 zeigte zudem, dass Wechselwirkungen zwischen den Wetterbedingungen und der Vegetation die Sommerdürre erheblich verstärken konnten (Abb. 6).[3] Die hohen Temperaturen und feuchten Böden im Frühjahr 2018 förderten hiernach zunächst ein starkes Wachstum der Vegetation. Zusätzlich begünstigte die hohe Einstrahlung besonders in den höheren Breiten die Photosynthese. Entsprechend war auch die CO2–Aufnahme durch die Vegetation größtenteils sehr hoch, mit Rekordwerten in Skandinavien, im Baltikum und in West-Russland. Die hohe Nettoprimärproduktion führte aber auch zu einem hohen Wasserbedarf und zu einer starken Evapotranspiration, so dass der Wassergehalt des Bodens zum Sommer hin stark abnahm. Der Wasserverbrauch der Vegetation im Frühling hatte damit einen deutlichen Anteil an der Dürre im Sommer. Die Wetterbedingungen im Sommer selbst mit weitgehend fehlenden Niederschlägen, hoher Einstrahlung und hohen Temperaturen leisteten den restlichen Beitrag zu der Dürre. Die Folge war ein starker Rückgang der Nettoprimärproduktion. In Mitteleuropa und Südschweden sank entsprechend die Kohlendioxid-Aufnahme teilweise um die Hälfte.

Die Auswirkungen der Frühjahrsbedingungen auf die Vegetation im Sommer waren jedoch räumlich unterschiedlich (Abb. 6, R1 und R2). Sie zeigten sich besonders stark im südlichen Teil der von der Dürre im Sommer 2018 betroffenen Region, d.h. in Südschweden und Mitteleuropa (R1), während das sommerliche Wachstum der Vegetation im mittleren und nördlichen Skandinavien (R2) kaum betroffen war. Der Grund für diese verschiedene Entwicklung lag im Wesentlichen darin, dass das nördliche Dürregebiet durch Wälder dominiert ist, während der südliche Teil wesentlich stärker landwirtschaftlich geprägt ist. Bäume haben tiefere Wurzeln als Anbaufrüchte und Gräser und erreichen damit auch tiefere Wasserreserven im Boden. Sie konnten sich also auch noch im Sommer, als die oberen Bodenschichten bereits ausgetrocknet waren, mit Wasser versorgen. Außerdem sind Bäume besser in der Lage, durch ihre Blattöffnungen ihren Wasserverbrauch bei Dürre-Stress zu regulieren.[3]

3 Folgen

Die intensive und räumlich ausgedehnte Dürre hat besonders die Vegetation und die landwirtschaftliche Produktion in Mitleidenschaft gezogen. Während sich 2003 und 2015 die geschädigte Vegetation im Folgejahr wieder erholte, setzten sich die negativen Folgen der Dürre von 2018 auch 2019 fort. In beiden Jahren zusammen waren auf mindestens 20% der Fläche Mitteleuropas die Pflanzen durch Trockenheit geschädigt, was alle früheren Trockenphasen deutlich übertraf.[1] In Deutschland hatten die drei heißen und trockenen Jahre von 2018 bis 2020 massive Schäden an Millionen von Bäumen zur Folge. Neben Hitze und Trockenheit stellte sich als Folgeproblem noch ein massenhafter Befall von Borkenkäfern und anderen Schadorganismen ein, der oft zu größeren Schäden als der Trockenstress selbst führte. Insgesamt wurden 2020 rund 277.000 ha Waldfläche so stark geschädigt, dass sie wiederbewaldet werden müssen.[10]

Im Zeitraum 1981-2010 betrugen die jährlichen ökonomischen Verluste durch Dürren in der EU (einschließlich Großbritannien) rund 9 Mrd. €/Jahr. Am höchsten waren die jährlichen Verluste in Spanien mit 1,5 Mrd., in Italien mit 1,4 Mrd. und in Frankreich mit 1,2 Mrd. Euro. Der Klimawandel wird bei 4 °C die Verluste auf 25 Mrd. € pro Jahr fast verdreifachen. Besonders betroffen wären die Atlantik-Regionen und der Mittelmeerraum. In Mitteleuropa würde sich an den Verlusten nur wenig ändern und in Skandinavien würden sie wegen der zunehmenden Niederschläge durch den Klimawandel sogar um 75% zurückgehen.[11] Die Kompensationen an die Landwirte betrugen z.B. in Deutschland 340 Mio., in Schweden 116 Mio. Euro.[3]

Abb. 7: Änderung der Dürrefläche 1850 bis 2100 in Mitteleuropa. HistNat: historische Dürren durch natürliche Ursachen bedingt; Hist: historisch Dürren, alle Ursachen; RCP2.6, 4.5, 8.5: Projektionen nach einem unteren, mittleren und hohen Szenario. Eingefügt: Anzahl von Zweijahres-Dürren in verschiedenen Zeitabschnitten.

4 Projektionen

Seit den 1950er Jahren zeigt Nordeuropa einen Trend zu feuchteren und Süd- und Osteuropa zu trockeneren Bedingungen. Mit dem Klimawandel wird sich dieser Trend fortsetzen. Bei einer globalen Erwärmung um 4 °C über vorindustriell wird sich nach Modellprojektionen die Dürrehäufigkeit im Mittelmeerraum um 60 %, in der Atlantik-Region um 40% und in Kontinental-Europa um 10% erhöhen. Auch in einer 1,5°C-Welt wird sich die Dürrehäufigkeit erhöhen, um 50% im Mittelmeerraum und 25% in der Atlantik-Region.[11]

Modellsimulationen zeigen, dass bei dem sehr hohen Szenario RCP8.5 Zweijahres-Dürren, die mindestens ein Drittel der europäischen Fläche betreffen, bis zum Ende dieses Jahrhunderts um das Siebenfache zunehmen könnten (Abb. 7). Bei dem Szenario RCP4.5 wäre die Zunahme nur halb so groß und bei RCP2.6 vernachlässigbar.[1]


5 Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Hari, V., O. Rakovec, Y. Markonis et al. (2020): Increased future occurrences of the exceptional 2018–2019 Central European drought under global warming. Sci Rep 10, 12207
  2. Peters, W., A. Bastos, P. Ciais, A. Vermeulen (2020): A historical, geographical and ecological perspective on the 2018 European summer drought. Phil. Trans. R. Soc. B 375: 20190505
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 Bastos, A., P. Ciais, P. Friedlingstein, S. Sitch, J. Pongratz, L. Fan et al. (2020): Direct and seasonal legacy effects of the 2018 heat wave and drought on European ecosystem productivity. Science Advances, 6(24), eaba2724
  4. Hoy, A., S. Hänsel, M. Maugeri (2020): An endless summer: 2018 heat episodes in Europe in the context of secular temperature variability and change. Int J Climatol. 2020; 40:6315–6336
  5. Sousa, P.M., D. Barriopedro, R. García-Herrera et al. (2020): Distinct influences of large-scale circulation and regional feedbacks in two exceptional 2019 European heatwaves. Commun Earth Environ 1, 48; Bissoli, P., T. Deutschländer, F. Imbery u.a. (DWD 2019): Hitzewelle Juli 2019 in Westeuropa – neuer nationaler Rekord in Deutschland
  6. Barbosa, P., D. Masante, C. Arias Muñoz et al. (2021): Droughts in Europe and Worldwide 2019-2020, EUR 30719 EN, Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2021, ISBN 978-92-76-38040-5, doi:10.2760/415204
  7. Copernicus Climate Change (2021): European state of the climate 2020, Precipitation
  8. Copernicus Climate Change (2021): European state of the climate 2020, Soil Moisture
  9. Dai, A. & Song, M. Little influence of Arctic amplification on mid-latitude climate. Nat. Climate Change 10, 231–237 (2020).
  10. Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (2021): Waldbericht der Bundesregierung 2021
  11. 11,0 11,1 Naumann, G., Cammalleri, C., Mentaschi, L. et al. (2021): Increased economic drought impacts in Europe with anthropogenic warming. Nat. Clim. Chang. 11, 485–491

6 Weblinks


7 Klimadaten zum Thema

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