Extremereignisse

Eine Zunahme von Dürren in einer bestimmten Region kann verschiedene Ursachen haben. Verringerte Niederschläge, eine erhöhte Verdunstung durch höhere Temperaturen und eine veränderte Dynamik der Atmosphäre sind die wichtigsten meteorologischen Ursachen. Daneben spielen auch Landnutzungsänderungen eine Rolle, die z.B. bei der Abholzung von Wäldern die Wasseraufnahme durch eine Pflanzendecke verringern. Eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen und fördert daher die Verdunstung, die dem Boden Feuchtigkeit entzieht. In bestimmten Regionen ist auch die Art der Niederschläge von Bedeutung. In den Gebirgen der mittleren Breiten bilden die winterlichen Schneemassen eine Wasserreserve im Frühjahr und Sommer, wenn der Schnee schmilzt. Eine Erwärmung verursacht eine kürzere Schneesaison, und es fällt mehr Niederschlag in Form von Regen als in Form von Schnee, der Schnee schmilzt früher, und das Schmelzwasser fließt früher im Jahr ab. Im Frühjahr und Sommer steht dann weniger Bodenfeuchtigkeit zur Verfügung, was Trockenheit zur Folge haben kann. So war an der häufigen Trockenheit in den pazifischen Gebirgsregionen der USA in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts auch die verringerte Schneeakkumulation beteiligt.¹

Ob es in einem bestimmten Gebiet viel, wenig oder gar nicht regnet bzw. schneit, hängt jedoch nur zu einem geringen Teil von Temperatur und Verdunstung in diesem Gebiet selbst ab. Die Wassermenge von Niederschlagsereignissen über Land stammt im globalen Durchschnitt zu ca. 90% aus Wasserdampf, der aus anderen Gebieten, im wesentlichen den großen Ozeanbecken, herantransportiert wird.² Das gilt in besonderem Maße für die Trockenregionen im Innern der Kontinente. Für den Wasserdampftransport sind atmosphärische Zirkulationssysteme, z.B. die tropischen Monsune und in den mittleren Breiten die durch den Jetstream gesteuerten Zugbahnen der Tiefdruckgebiete, von entscheidender Bedeutung. Diese Systeme werden einerseits durch das ENSO-Phänomen und andere Klimaschwankungen beeinflusst, unterliegen offensichtlich aber zunehmend auch den Auswirkungen der globalen Erwärmung, und zwar vor allem über eine Veränderung der ozeanischen Temperaturverhältnisse.

Dabei kommt den Meeresoberflächentemperaturen der tropischen Ozeane eine besondere Bedeutung zu. Bekannt ist der Einfluss von El-Niño- und La-Niña-Ereignissen, ungewöhnlichen Erwärmungen bzw. Abkühlungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Ostpazifik, die zusammen als El Niño/Southern Oscillation (ENSO) bezeichnet werden.³ So sind El-Niño-Ereignisse mit einer außergewöhnlichen Trockenheit über dem westlichen Pazifik und dem südostasiatischen Inselarchipel. Problematischer verbunden. Auch Trockenheit in der Karibik und Mittelamerika sowie Dürren im nordöstlichen Brasilien und und Nordost-Australien gelten als Folgen von El Niño. Als Ursache wird in der Regel die Verlagerung der Walkerzirkulation bei einem El-Niño-Ereignis angenommen. Aber auch thermische Ursachen spielen eine Rolle. So ist die Erwärmung des westlichen tropischen Indischen Ozeans während eines El Niño, durch die der Druckgradient zwischen afrikanischem Kontinent und dem Ozean verringert wird, offensichtlich verantwortlich für Dürren in Südafrika.

Abb. 1: Abweichungen der Meeresoberflächentemperatur Juni 1998 bis Mai 2002 als Ursache der weit verbreiteten Trockenheit der niederen mittleren Breiten der Nordhemisphäre (Einheit in Standardabweichung)⁴

Meeresoberflächentemperaturen beeinflussen aber auch die Niederschlagsverhältnisse in den mittleren Breiten. So war für die 1998-2002 beobachtete Trockenheit in vielen Gebieten der niederen mittleren Breiten rund um die Nordhemisphäre (Vereinigte Staaten, Mittelmeerraum, SW- und Zentral-Asien) zwar unmittelbar ein Band von Hochdruckzellen in der oberen Troposphäre verantwortlich. Die lang anhaltende Dauer dieser Druckverteilung wurde jedoch durch den tropischen Ozean aufrechterhalten, und zwar durch ungewöhnlich warme Oberflächentemperaturen im westlichen Pazifik und Indischen Ozean und La-Niña-bedingten ungewöhnlich kalten Temperaturen im östlichen Pazifik (Abb. 1). Die Ergebnisse von Modellsimulationen lassen den Schluss zu, dass der warme Westpazifik und Indische Ozean zumindest teilweise das Ergebnis der höheren Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre waren. Die ebenfalls beteiligten La-Niña-Verhältnisse waren nicht ungewöhnlich stark und können die Temperaturen der tropischen Ozeane nur begrenzt erklären.⁵

Im Einzelfall ist die Zuordnung einer Ursache nicht immer einfach. Z.T. haben natürliche Schwankungen und die anthropogene Erwärmung zusammengewirkt wie bei der Saheldürre.⁶ Die Erwärmung des Indischen Ozeans, die für die Sahel-Dürre mitverantwortlich gemacht wird, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit durch die globale Erwärmung bedingt. Die Verschiebung der Zone mit warmen Meeresoberflächentemperatur im Atlantik nach Süden, die ebenfalls eine wichtige Rolle für die Saheldürre gespielt hat, ist dagegen wahrscheinlich eine natürliche Schwankung, weil die durch Treibhausgase bedingte Erwärmung größer im Nordatlantik als im Südatlantik ist. Bei der Änderung der Niederschläge und der Abschwächung des Sommermonsuns in Ostasien können sowohl eine höhere, vom Menschen verursachte Aerosolbelastung wie eine Erwärmung der tropischen Meeresoberflächentemperaturen eine Rolle gespielt haben. Insgesamt lässt sich feststellen, dass die globale Erwärmung in jedem Fall an der zunehmenden Trockenheit mitgewirkt hat, auch wenn natürliche Schwankungen wie ENSO u.a. Phänomene ebenfalls ihren Teil dazu beigetragen haben.

Die beobachtete und die modellierte Dürreentwicklung der letzten Jahrzehnte stimmen weitgehend überein. Das lässt für die nächsten 30-90 Jahre schwere und stärker verbreitete Dürren über vielen Landgebiete der Erde erwarten.⁷

Anmerkungen:
1. Service, R.F. (2004): As the West Goes Dry, Science 303, 1124-1127
2. Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217
3. Genaueres zum Einfluss von ENSO s. unter Ozean und Klima und dort unter El Niño
4. Verändert nach Hoerling, M. & A. Kumar (2003): The Perfect Ocean for Drought, Science 299, 691-694
5. Hoerling, M. & A. Kumar (2003): The Perfect Ocean for Drought, Science 299, 691-694
6. Dai, A.(2011): Drought under global warming: a review, WIRES Climate Change 2, 45-66
7. Dai, A. (2012): Increasing drought under global warming in observations and models; Nature Climate Change, DOI: 10.1038/NCLIMATE1633

Autor: Dieter Kasang