Klimawandel Der Regen entscheidet, wie oft Hitze auf Dürre trifft

14. März 2022, 17:32 Uhr

Wenn langanhaltende Dürre und Hitzewellen aufeinandertreffen, ist das besonders hart für Mensch und Umwelt. Denn die beiden Extremereignisse zur selben Zeit können schlimme Folgen haben – wie etwa Waldbrände, Ernteausfälle oder Baumschäden. Und da Extremwetter mit steigender Klimaerwärmung zunimmt, muss der Mensch sich darauf vorbereiten. Forschende des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben nun herausgefunden, dass der Regen darüber bestimmt, wann beide Extreme zusammenkommen.

Die Klimaerwärmung bringt eine Menge Unsicherheiten mit sich. Doch einige Entwicklungen gelten als sicher. So wird es durch die höheren Temperaturen häufiger zu Dürreperioden und Hitzewellen kommen. Außerdem wird sich die durchschnittliche Niederschlagsmenge an Land verändern. Doch was muss passieren, damit die Extremereignisse Dürre und Hitze genau gleichzeitig auftreten? Das hat sich ein Klimaforschungsteam am UFZ in Leipzig jetzt genauer angeschaut.

Compound hot-dry-events

Die Forschenden bezeichnen es als "compound hot-dry-events" (verbundene heiß-trocken-Ereignisse), wenn Dürren und Hitze gleichzeitig auftreten. Das ist nach Definition der UFZ-Forscher immer dann der Fall, wenn in einem Sommer die Durchschnittstemperatur höher war als in 90 Prozent der Sommer zwischen den Jahren 1950 und 1980. Außerdem muss es weniger geregnet haben als in 90 Prozent der Fälle im selben Vergleichszeitraum.

Die negativen Folgen dieser kombinierten Extreme sind dann oft größer als nur bei einem Extrem.

Dr. Jakob Zscheischler, UFZ

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Für den Laien mag es naheliegend sein, dass Hitze und Dürre gewissermaßen zusammengehören, doch tatsächlich ist das nicht zwingend so. In der Wissenschaft seien Dürreperioden und Hitzewellen oft separat betrachtet worden, erläutert UFZ-Klimaforscher Dr. Jakob Zscheischler. "Doch tatsächlich sind beide Ereignisse stark korreliert, was man zum Beispiel an den beiden Extremjahren 2003 und 2018 sehen kann. Die negativen Folgen dieser kombinierten Extreme sind dann oft größer als nur bei einem Extrem", ergänzt er.

Wann trifft heiß auf trocken?

Es ist also natürlich auch möglich, dass etwa eine Dürre ohne eine Hitzewelle auftritt. Unter welchen Umständen dagegen beides gleichzeitig passiert, war bisher noch eine ungeklärte Frage. Denn das war den Forschenden zufolge nicht so einfach herauszufinden. Bisherige Klimamodelle hätten zu große Unsicherheiten gehabt, um eine robuste Aussage darüber zu treffen, welche Bedingungen zu gleichzeitiger Hitze und Dürre führen.

Deshalb hat das Forschungsteam nachgebessert und ein neues, aus insgesamt sieben Klimamodellen bestehendes "Modellensemble" entwickelt, denn das ermöglicht ihnen aussagekräftige Ergebnisse. Sie haben ihre Simulationen dann jeweils bis zu 100 Mal darin durchgeführt, um die natürliche Klimavariabilität abzudecken, schreibt das Forschungsteam. Sie haben sogenannte Mehrfachsimulationen gemacht, die einen entscheidenden Vorteil haben, so Erstautor Dr. Emanuele Bevacqua: "Der Vorteil dieser Mehrfachsimulationen besteht darin, dass wir einen viel größeren Datenumfang als bei herkömmlichen Modellensembles haben und daher kombinierte Extreme besser abschätzen können."

Regen bestimmt die Häufigkeit

Das Forschungsteam konnte mit diesem aufwändigen Verfahren zunächst einmal die Annahme bestätigen, dass es in Zukunft häufiger zu gleichzeitiger Dürre und Hitze kommen wird. Habe diese zwischen 1950 und 1980 noch bei drei Prozent gelegen – was einem Extrem-Doppel alle 33 Jahre entspricht – wird die Häufigkeit bei zwei Grad Klimaerwärmung bei rund 12 Prozent liegen. Demnach wird es also viermal häufiger gleichzeitig Dürre und Hitze geben.

Bei zwei Grad Erwärmung drohen mehr Sommer mit Hitze und Dürre. Bildrechte: Colourbox.de

Entscheidend dafür, wie oft es dazu kommt, sind dem Forschungsteam zufolge aber nicht die Temperaturtrends, sondern die lokale Niederschlagsmenge. Sie prognostizieren für Zentraleuropa, dass im Fall eines "Feucht"-Szenarios – also wenn der Niederschlag zunimmt – im Schnitt alle zehn Jahre gleichzeitige Dürreperioden und Hitzewellen auftreten. Bei einem "Trocken"-Szenario mit abnehmenden Niederschlagsmengen dagegen drohe das mindestens alle vier Jahre in Zentraleuropa. Für Zentral-Nordamerika würden solche Ereignisse alle neun Jahre ("Feucht"-Szenario) und sechs Jahre ("Trocken"-Szenario) erwartet. Die Forschenden weisen darauf hin, dass diese regionalen Szenarien der Niederschlagstrends Politik und Gesellschaft dabei helfen sollen, zu entscheiden, wie man sich künftig an das Problem anpassen kann.

Vorhersage kaum möglich

Doch wer glaubt, dass es die Forschungsergebnisse jetzt ermöglichen, das Doppel-Extrem von Hitze und Dürre vorherzusagen, muss leider enttäuscht werden: Das sei nämlich immer noch schwierig, bilanziert das UFZ-Team. Durch den Klimawandel könne sich nämlich die Verteilung von Niederschlägen in bestimmten Regionen verschieben, erklärt Bevacqua. "Das Niederschlagsregime hängt von der atmosphärischen Zirkulation ab, die durch Wechselwirkungen über große Teile des Erdballs die regionale Wetterdynamik bestimmt."

Durch den Klimawandel kann sich die Verteilung von Niederschlägen in bestimmten Regionen verschieben.

Dr. Emanuele Bevacqua, UFZ

Doch da die Dynamik vieler dieser Prozesse noch nicht komplett verstanden worden sei, werde es nur schwer möglich sein, diese Unsicherheiten weiter abzubauen. Das wäre jedoch eine zwingende Voraussetzung für mögliche Vorhersagen.

Links/Studien

Bevacqua, Emanuele et. al.: Precipitation trends determine future occurrences of compound hot–dry events. In: Nature Climate Change. https://doi.org/10.1038/s41558-022-01309-5.

(kie)