Neue Studie zu Dürren im Alpenraum: natürliche Schwankungen und Klimawandel

Am Mittwoch, 17. Juni, ist der von den Vereinten Nationen ausgerufene „Welttag zur Bekämpfung von Wüstenbildung und Dürre“.

Ein vor kurzem abgeschlossenes Projekt unter der Leitung der ZAMG hat Dürreperioden im Alpenraum der letzten 210 Jahre untersucht. Ein Ergebnis: Natürliche Schwankungen von Trockenphasen werden durch den Klimawandel deutlich verstärkt, wie auch in den letzten Jahren in Österreich zu sehen war. 

Außerdem wurde vor kurzem ein Projekt gestartet, das ein Dürremonitoring-System für den gesamten Alpenraum entwickeln soll. Ziel ist, die Mechanismen von Dürren im Alpenraum zu erforschen und Methoden zum Thema Wasser-und Risikomanagement zu erarbeiten. 

Längere markante Dürreperioden, die einige Jahre anhalten können, kommen im Alpenraum mit einem Abstand von einigen Jahrzehnten vor, wie in den 1860- und in den 1940er-Jahren. In Folge der Dürre der 1860er-Jahre trocknete beispielsweise der Neusiedlersee zum letzten Mal fast vollständig aus.

Auch der seit Beginn der 2000er-Jahre beobachtete Mangel an Niederschlag in vielen Regionen Österreichs könnte zu so einer langfristigen Dürreperiode gehören. Auch 2020 verlief bisher relativ trocken. Trotz des Regens seit Mai in einigen Regionen gab es bisher österreichweit gesehen um rund 20 Prozent zu wenig Niederschlag. Im Süden und im Osten Österreichs fiel heuer stellenweise sogar um rund 40 bis 70 Prozent zu wenig Niederschlag.

Neue Studie zum Thema Dürre veröffentlicht

Ein Team von Forscherinnen und Forschern der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), TU Wien, BOKU, b.geos GmbH und Universität Graz untersuchte in einer kürzlich fertiggestellten Studie den Zusammenhang zwischen der Häufung von Dürreperioden im Alpenraum und großräumigen Wettersystemen der Nordhalbkugel für die letzten 210 Jahre. Dabei wurden auch Wechselwirkungen zwischen den Jahreszeiten und der Einfluss des Klimawandels untersucht. Die Studie ist kostenlos abrufbar: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018JD029527 

Trockene Jahre treten oft gehäuft auf

Bei der Analyse von Dürreperioden zeigte sich, wenig überraschend, ein starker Zusammenhang zwischen Regenmangel und der Häufigkeit von Hochdruckwetterlagen. „Das Auftreten dieser Hochdruckwetterlagen ist aber nicht rein zufällig“, sagt Klaus Haslinger, Klimaforscher an der ZAMG, „sie sind in manchen Jahren häufig und in manchen Jahren selten. Das hängt mit den langfristigen Schwankungen von sehr großräumigen Zirkulationen in der Atmosphäre und in den Ozeanen zusammen. So können trockene Phasen über mehrere Jahre entstehen, was Probleme zum Beispiel in der Landwirtschaft und beim Grundwasser zu Folge hat.“

Frühere Studien fanden vor allem einen Zusammenhang zwischen Dürreperioden in Nordeuropa und langfristigen atmosphärische Schwankungen im Bereich des Nordatlantiks (Nordatlantische-Oszillation).

Hoch über Nordwesteuropa bewirkt trockenen Alpenraum

„Wir konnten zeigen, dass Dürreperioden im Alpenraum nicht mit der Nordatlantischen Oszillation zusammenhängen, sondern mit der Ostatlantik-Westrussland-Oszillation“, sagt Klimaforscher Haslinger. „Diese Ostatlantik-Westrussland-Oszillation beschreibt großräumige Schwankungen des Luftdrucks zwischen dem Atlantik und Eurasien, die über mehrere Monate und Jahre dauern können. Vereinfacht gesagt fördert eine positive Phase der Ostatlantik-Westrussland-Oszillation die Bildung von sehr stabilen Hochdruckgebieten über Großbritannien. Derartigen Wetterlagen blockieren alle Tiefdruckgebiete, die vom Atlantik nach Mitteleuropa ziehen und es stellt sich sehr trockenes Wetter ein. Das war zum Beispiel heuer im März und April fast durchgehend für einige Wochen der Fall. Das Ergebnis war in Österreich einer der trockensten und mildesten Frühlinge der Messgeschichte.“

Frühling beeinflusst Sommer

Die Ostatlantik-Westrussland-Oszillation wirkt aber nicht in jeder Jahreszeit gleich auf das Wetter im Alpenraum, sondern ist vor allem im Winter und Frühling relevant. Viele Sommer brachten hingegen noch weniger Niederschlag, als rein von den Wetterlagen zu erwarten gewesen wäre. „Hier zeigt sich, dass bei bestimmten Wetterlagen die Niederschlagsmenge im Sommer von der zuvor vorhandenen Bodenfeuchte abhängig ist und sich somit eine positive Rückkoppelung einstellt“, erklärt ZAMG-Experte Haslinger, „ein trockener Frühling erhöht offensichtlich die Wahrscheinlichkeit für einen trockenen Sommer.“

Gradientschwaches Wetter: Alpenraum „macht sich Wetter selbst“

Das gilt vor allem für sogenannte gradientschwache Wetterlagen. Gradientschwach bedeutet dabei großräumig geringe Unterschiede des Luftdrucks. Dadurch gibt es wenig Bewegung bei den Hochdruck- und Tiefdrucksystemen und zum Beispiel keine Regenfronten, die vom Atlantik in den Alpenraum ziehen. Während dieser gradientschwachen Wetterlagen wird die Feuchtigkeit im Alpenraum durch lokale Regenschauer und Gewitter „recycelt“. Ist der Boden bereits relativ trocken, so kann nur wenig Feuchte verdunstet, die für die Bildung von Regenschauern und Gewittern zur Verfügung steht.“

Umgekehrt gilt: Ist der Frühling nass, können die Böden diese Feuchtigkeit bis in den Sommer hin an die Luft abgeben, was die Bildung von Schauern und Gewittern unterstützt (siehe ZAMG: Wetterlagen mit Unwetterpotenzial haben zugenommen).

Klimawandel verstärkt Dürren im Sommer

Dürre im Sommerhalbjahr wird aber neben dem Mangel an Niederschlag auch durch überdurchschnittliche hohe Temperaturen verursacht. Daher spielt in der jüngeren Vergangenheit die deutliche Klimaerwärmung eine wichtige Rolle bei Dürren im Alpenraum. Die Klimaerwärmung hat zwei Auswirkungen, sagt ZAMG-Klimaforscher Klaus Haslinger: Erstens: Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen und desto mehr Wasser verdunstet daher aus den Böden. Zweitens dauert in einem wärmeren Klima die Vegetationsperiode länger. Die Pflanzen beginnen im Frühling früher auszutreiben und gehen später in die Winterruhe über. Daher entnehmen sie den Böden über einen deutlich längeren Zeitraum Wasser.“

Natürliche Schwankungen und Klimawandel wirken zusammen

Die Studie fasst folgende Ergebnisse zusammen:

Im Alpenraum gab es in den letzten 210 Jahren einige Phasen, in denen mehrere trockene Jahre hintereinander auftraten. Diese Phasen stehen in Zusammenhang mit langfristigen natürlichen Schwankungen der atmosphärischen Zirkulation auf der Nordhalbkugel.

Ein trockener Frühling kann die Trockenheit bei bestimmten Wetterlagen im Sommer verstärken, weil die Bodenfeuchte für die Regenbildung fehlt.

Der Klimawandel unterstützt das Entstehen von Trockenphasen in der warmen Jahreszeit, da die Böden durch die stärkere Verdunstung und die längere Vegetationsperiode zusätzlich Wasser verlieren.

Neues „Alpine Drought Observatory“

Da Dürren unter anderem für die Land- und Forstwirtschaft und die Trinkwasserversorgung eine sehr große Rolle spielen, initiierten die Alpenstaaten Italien, Slowenien, Frankreich, Schweiz, Deutschland und Österreich vor einigen Monaten das Projekt „Alpine Drought Observatory“. Ziel ist, ein umfangreiches Dürremonitoring-System für den gesamten Alpenraum und konkrete Methoden zum Thema Wasser- und Risikomanagement zu entwickeln. Aus Österreich sind die ZAMG und das Land Oberösterreich beteiligt.

Bilder

(bei Nennung der Quelle kostenlos nutzbar)

Langfristige Schwankungen der großräumigen Wettersysteme im Bereich Atlantik-Eurasien steuern sommerliche Dürren im Alpenraum: Bei gradientschwachen Wetterlagen gibt es kaum vom Atlantik nach Mitteleuropa ziehende Regenfronten und die Regenbildung hängt stark von der regionalen Bodenfeuchte ab. Die markanten Dürren in den 1860er- und 1940er-Jahren sind auf derartige Wetterlagen zurückzuführen. Auch die aktuelle Trockenperiode seit den 2000er-Jahren könnte damit zusammenhängen. Zusätzlich verstärkt der Klimawandel der letzten Jahrzehnte trockene Phasen durch höhere Verdunstung im Sommer. Quelle: ZAMG –>Link zum Bild in Originalgröße

Das Jahr 2020 brachte bisher besonders im Süden und Osten Österreichs relativ wenig Niederschlag: Vergleich des Niederschlags mit dem Mittel 1981-2010. 100 Prozent entsprechen dem Mittelwert. Auswertung mit SPARTACUS-Daten bis inkl. 14.6.2020. Quelle ZAMG. –>Link zum Bild in Originalgröße

Web-Links

Link zur Originalstudie (open access): https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018JD029527

UNO Welttag für die Bekämpfung von Wüstenbildung und Dürre: www.zamg.at/warnungen

ZAMG allgemein: www.zamg.at und www.facebook.com/zamg.at

Alpine Drought Observatory: www.alpine-space.eu/projects/ado

Rainer Hilbrand

About the author

Dr. Rainer Hilbrand
Medieninhaber u. Geschäftsführer

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