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Hitze und Dürren bald häufiger im Doppelpack

Kombinierte Hitze-Dürre-Extreme schon bei zwei Grad Erwärmung vierfach häufiger

Hitze und Dürre
Die Kombination von Hitzewelle und Trockenheit ist besonders folgenreich. Doch solche Kombi-Extreme werden künftig auch bei uns häufiger. © Drbouz/ Getty images

Kaum mehr zu vermeiden: Schon bei zwei Grad Erwärmung wird die Kombination von Dürren und Hitzewellen in Mitteleuropa weit häufiger auftreten als noch vor 40 Jahren. Wie stark diese besonders folgenreichen Kombi-Extreme jedoch konkret zunehmen, hängt von den nur schwer vorhersagbaren Niederschlägen ab: Werden sie bei uns weniger, droht alle vier Jahre eine Dürre-Hitze-Kombi wie 2018. Nimmt der Regen leicht zu, liegen zehn Jahre dazwischen, wie Klimaforscher im Fachmagazin „Nature Climate Change“ berichten.

Die Kombination von Dürren mit Hitzewellen hat besonders verheerende Folgen für Mensch und Natur, wie der Hitzesommer 2018 in Mitteleuropa demonstrierte. Umso wichtiger ist es zu wissen, wie stark solche Kombi-Ereignisse in Zukunft zunehmen werden und was ihre treibende Kraft ist. Rein theoretisch erscheint es naheliegend, dass sich beide begünstigen: Wenn der Boden trocken ist, verstärkt dies die Hitze, herrscht eine Hitzewelle, verschlimmert dies den Wasserverlust aus den Böden.

Tatsächlich haben Klimaforscher für Nordamerika bereits einen starken Anstieg solcher Kombinations-Extrem aus Hitze und Dürre festgestellt. In Zentralasien traten Hitzewellen früher zwar häufiger in feuchten Perioden auf, das hat sich inzwischen jedoch verschoben: Auch dort häufen sich nun trocken-heiße Extreme. Offen war jedoch die Frage, wie stark die beiden Extreme auch anderswo gekoppelt sind und welches die treibenden Kräfte dafür sind.

Was passiert bei zwei Grad Erwärmung?

Deshalb haben Emanuele Bevacqua vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) und seine Kollegen nun die Entwicklung der Hitze-Dürre-Kombination für ein Klimaszenario untersucht, das schon in naher Zukunft Realität werden wird: Die globale Erwärmung um zwei Grad gegenüber präindustriellen Werten. Sie wurde als minimales Klimaschutzziel im Pariser Klimaabkommen vereinbart und könnte bei weiterer Entwicklung wie bisher schon in wenigen Jahren eintreten.

Für ihre Studie nutzten die Forscher ein neues, aus sieben Klimamodellen bestehendes Modellensemble, um zunächst die tatsächliche Klimaentwicklung und Häufigkeit der Kombinations-Extreme in der Zeitperiode 1950 bis 1980 als Bezugszeitraum abzubilden. Diese Ergebnisse verglichen sie dann mit denen für eine Welt mit zwei Grad Erwärmung. Jede Modellsimulation wurde dabei bis zu 100-mal durchgeführt, um die natürliche Klimavariabilität abzudecken.

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„Der Vorteil dieser Mehrfachsimulationen besteht darin, dass wir einen viel größeren Datenumfang als bei herkömmlichen Modellensembles haben und daher kombinierte Extreme besser abschätzen können“, erklärt Bevacqua.

Auf den Niederschlag kommt es an

Die Simulationen bestätigten: Hitzewellen und Dürren sind miteinander gekoppelt und treten dadurch künftig immer häufiger zusammen auf. Bei zwei Grad Erwärmung wird sich ihre Häufigkeit dadurch im globalen Durchschnitt um das Vierfache erhöhen – von einer Wahrscheinlichkeit von drei Prozent und damit einmal alle 33 Jahre auf rund zwölf Prozent.

Neu ist jedoch die Erkenntnis, dass die treibende Kraft dieser gehäuften Kombinationen nicht primär die steigende Temperatur ist, sondern vielmehr die lokalen und regionalen Niederschlagstrends. Der Grund: Selbst bei einer moderaten Erwärmung von zwei Grad wird der lokale Temperaturanstieg so groß sein, dass künftig alle Dürren überall auf der Welt mit Hitzewellen einhergehen, unabhängig davon, um wie viel Grad genau sich die Temperatur lokal verändert. „Dieser Mechanismus gilt für nahezu alle Landmassen“, schreiben die Wissenschaftler.

Klimaprognose
Zunahme kombinierter Hitze-Dürre-Extreme im Mitteleuropa je nach Niederschlagsszenario. © UFZ

Mitteleuropa: Kombi-Extrem alle vier bis zehn Jahre

Ob eine Hitze-Dürre-Kombination eintritt, hängt daher lokal in erster Linie davon ab, wie viel Regen an einem Ort fällt. Für Mitteleuropa bedeutet dies: Geht man von einem „Feucht“-Szenario mit leichter Zunahme der Niederschläge aus, würden im Schnitt alle zehn Jahre gleichzeitige Dürreperioden und Hitzewellen auftreten. Geht man hingegen von einem „Trocken“-Szenario mit abnehmenden Niederschlägen aus, würden sich kombinierte Hitze-Dürre-Extreme wie 2018 mindestens alle vier Jahre wiederholen.

Das Problem jedoch: Gerade die künftige Entwicklung der Niederschläge ist für die meisten Regionen schwer vorherzusagen und mit großen Unsicherheiten behaftet. Bisher liegen diese in den regionalen Niederschlagsprognosen bei 48 Prozent. Weil die Dynamik vieler Faktoren in der atmosphärischen Zirkulation noch nicht vollständig verstanden ist, ist es schwer, diese Unsicherheiten weiter zu reduzieren.

Nach Ansicht der Forscher ist es daher essenziell, vor allem die Modellierung der Niederschläge zu verbessern. „Wenn wir die regionalen Niederschlagstrends eingrenzen, können wir auch die künftigen Hitze-Dürre-Ereignisse besser vorhersagen“, schreiben Bevacqua und seine Kollegen. (Nature Climate Change, 2022; doi: 10.1038/s41558-022-01309-5)

Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

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