DWD: Ursachen und Folgen der Trockenheit in Deutschland und Europa

Nach dem trockenen Jahr 2018 konnte das Niederschlagsdefizit noch nicht vollends ausgeglichen werden. In diesem Jahr drohen somit Folgen für Land- und Forstwirtschaft.

Standardized Precipitation Index (SPI) für Deutschland für den Zeitraum vom 01. April 2019 bis 30. Juni 2019. Bild: Bundesamt für Kartographie und Geodäse.

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Nachdem das Jahr 2018 mit einem Niederschlagsdefizit von rund 200 mm im Deutschlandmittel zu Ende gegangen ist, brachten überdurchschnittliche Niederschläge im Januar und März 2019 eine leichte Entspannung. Diese konnten aber den für die Forst- und Landwirtschaft sowie Flusspegeln relevanten Wasserspeicher in tieferen Schichten nicht bedeutend auffüllen. Durch die seit Frühjahr 2018 unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen entstand in einigen Regionen Deutschlands eine Trockensituation, die durch eine Hitzeperiode Ende Juni 2019 noch verschärft wurde.

Ausgangslage

Das Jahr 2018 war im Deutschlandmittel das wärmste Jahr seit Beginn der regelmäßigen Temperaturaufzeichnungen. Gleichzeitig war es ungewöhnlich trocken. Im Mittel lag das Niederschlagsdefizit 2018 bei rund 200 mm. Erst die normalen oder leicht überdurchschnittlichen Niederschläge in den Monaten Januar und März 2019 führten zu einer Auffüllung der Bodenwasservorräte. Das Niederschlagsdefizit aus dem Vorjahr wurde dabei allerdings kaum unter 150 mm reduziert. Während des Frühjahres 2019 wechselten sich zunächst trockene Witterungsperioden mit Schauer- und Gewitterlagen ab. Bis in den Juni wurden die vieljährigen monatlichen Minima der Bodenfeuchte trotz des vorbenannten Niederschlagsdefizits nur lokal unterschritten.

Im Juni 2019 verschärfte sich allerdings die Situation. Der Juni 2019 war nicht nur der wärmste Juni seit Beginn der Aufzeichnungen, sondern auch vielerorts deutlich trockener als im vieljährigen Mittel. Die hohen Temperaturen führten zu hohen Raten bei der potentiellen Verdunstung. In Kombination mit den teilweise unterdurchschnittlichen Niederschlagsmengen führte dies dazu, dass die klimatische Wasserbilanz großräumig deutlich negativ war.

Der oben beschriebene Witterungsverlauf führte Anfang Juli in weiten Teilen Deutschlands zu - für den Zeitpunkt im Jahr – ungewöhnlich niedrigen Bodenfeuchtewerten. In Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg, Sachsen-Anhalt, Thüringen und Sachsen werden regional die niedrigsten Bodenfeuchten (Winterweizen / leichter Boden) seit 1961 erreicht. Die Pegelstände von Elbe, Oder, Spree, Aller sowie den Mittelläufen von Weser und Ems unterschreiten bereits das mittlere Niedrigwasser.

Der Bericht beleuchtet den aktuellen Stand der Bodenfeuchte, die aktuellen und potentiellen Auswirkungen der damit verbundenen Trockenheit auf die Landwirtschaft entlang der wichtigsten Anbaukulturen, die Waldbrandgefahr und die Befahrbarkeit der Bundeswasserstraßen.

Landwirtschaftliche Auswirkungen

Die Auswirkungen der ab Mitte Juni 2019 herrschenden Trockenheit für die unterschiedlichen landwirtschaftlichen Kulturen werden folgendermaßen bewertet:

  • Leicht: Kaum betroffen sind Wintergerste und Winterraps, da sie die für die Ertragsbildung wesentlichen Entwicklungsphasen während der wechselhaften Witterung im Frühjahr, also vor Einsetzen der aktuellen Trockenheit, durchschreiten konnten. Da die Abreife zu Beginn der Hitzewelle bereits erfolgt war, sind normale (Winterraps) bis gute (Wintergerste) Erträge zu erwarten. Erste Angaben für Wintergerste gehen laut Julius Kühn-Institut an einem Standort in Brandenburg von über 60 dt/ha aus, während dort 2018 nur 40 dt/ha geerntet wurden.
  • Mittel: Bei Winterweizen und -roggen war dagegen während der extremen Hitze die Kornausbildung bereits deutlich eingeschränkt. Der Mengenertrag wird hierdurch deutlich reduziert und aufgrund eines schwachen Mehlkörpers nur eine unterdurchschnittliche Backqualität erreicht.
  • Schwer: Am stärksten betroffen sind diejenigen Pflanzen, die mit ihrer momentan vorhandenen grünen Blattmasse stark und je nach Wurzeltiefe auch aus tieferen Bodenschichten heraus verdunsten. Sie haben bis zur Ernte noch einen erheblichen Wasserbedarf, welcher aus dem aktuellen Bodenwasservorräten vielerorts nicht gedeckt werden kann. Eine Bewässerung der Kulturen kann besonders auf leichten Böden die Ertragsverluste mildern. Dies betrifft vor allem Zuckerrüben, Kartoffeln und Mais. In letzterem Fall setzt aktuell das Längenwachstum ein, sodass in einem Zeitintervall von etwa 10 Tagen der Wasserbedarf besonders hoch ist.

Mit dem ersten Grünlandschnitt konnten hohe Erträge erreicht werden. Beim zweiten Schnitt lagen die Mengen in den von Trockenheit betroffenen Gebieten 30% unter dem üblichen Ertragsverlauf. Neben der Trockenheit waren die frisch geschnittenen Gräser Ende Juni hohen Temperaturen und einer sehr hohen Globalstrahlung ausgesetzt, daher sind für den dritten Schnitt Ertragseinbußen aufgrund von Vergilbung zu erwarten. Bedingt durch die Mindererträge aus dem letzten Jahr wurde vielfach die Grassilage aus dem ersten Schnitt bereits als Viehfutter für das laufende Jahr angebrochen.

Sofern in den nächsten Tagen und Wochen keine Entlastung der Trockenheit durch länger anhaltende und ergiebige Niederschläge erfolgt, ist eine Zuspitzung der landwirtschaftlichen Situation bei den noch nicht geernteten Kulturen zu erwarten. Darüber hinaus wären Düngemaßnahmen nur eingeschränkt erfolgreich, weil die Nährstoffe wegen fehlendem Niederschläge nicht an die Pflanzenwurzeln transportiert werden können.

Hydrologische Auswirkungen

Je länger eine Trockenheit anhält desto stärker erstrecken sich seine Auswirkungen auch auf den hydrologischen Bereich und hier insbesondere auf Einschränkungen der Schiffbarkeit der Bundeswasserstraßen aufgrund von Niedrigwasserständen. So unterschreiten am 08. Juli 2019 die Pegel von Elbe, Saale, Oder, Spree, Aller und Untermain bereits das mittlere Niedrigwasser. Es kommt besonders auf der Elbe zu Behinderungen der Binnenschifffahrt. Um die Öffentlichkeit über potentielle Niedrigwassersituationen frühzeitig zu informieren, haben DWD und BfG für das Deutsche Geoportal die Karte des Monats Juli entwickelt und implementiert. Sie zeigt in täglicher Aktualisierung den Zusammenhang zwischen den Pegelständen an den Bundeswasserstraßen und den 4-Wochensummen des Niederschlages basierend auf dem RADOLAN Verfahren des Deutschen Wetterdienstes auf.

Waldbrände

Während der Hitzeperiode im Juni 2019 stieg der Waldbrandgefahrenindex besonders in den nördlichen und östlichen Teilen des Bundesgebietes auf die höchste Indexstufe 5 an. Am 30. Juni 2019 brach auf dem Truppenübungsplatz Lübtheen (Mecklenburg-Vorpommern) aufgrund von Brandstiftung ein Waldbrand aus, der zur Ausrufung des Katastrophenalarms und zur Evakuierung umliegender Dörfer führte. Weitere Waldbrände entstanden um den 06. Juli 2019 in Brandenburg und Sachsen, unter anderem in der Lieberoser Heide.

Statistische Betrachtung

Das Niederschlagsdefizit im Bundesgebiet kann durch den Standardized Precipitation Index (SPI) statistisch eingeordnet werden. Negative Werte des Index bedeuten ein Niederschlagsdefizit, positive Werte entsprechend ein Niederschlagsüberschuss. Der SPI zeigt, dass die deutlichsten negativen Abweichungen des Niederschlags einerseits in einem Gebiet von Nordrhein-Westfalen bis ins zentrale Niedersachsen, andererseits in Teilen Brandenburgs, Sachsens und Ostbayerns konzentriert sind. In diesen Bereichen kann laut Definition des SPI von einer extremen Trockenheit gesprochen werden.

Trockenheit auch in anderen Ländern Europas

Der Juni 2019 ging nicht nur in Deutschland, sondern auch in weiten Teilen Europas mit einem Niederschlagsdefizit zu Ende, das sich von Spanien über Mitteleuropa bis hin zum Baltikum/ Südfinnland und Osteuropa erstreckte. Teilweise war das Defizit prozentual noch weit höher als in Deutschland, vor allem in Polen und im Baltikum.

Dementsprechend ist in unseren Nachbarländern die Trockenheit dieses Jahr wieder ein Thema. In Frankreich wurden bereits in über 40 Departements Einschränkungen im Wasserverbrauch angeordnet. Auch aus den Niederlanden, Polen und Tschechien berichten Medien über Wasserdefizite. Litauen hatte den Notstand ausgerufen. In Norditalien hatte der Po Niedrigwasser.

Klimatologische Einordnung

Auf Basis der im April 2017 vom Weltzentrum für Niederschalgsklimatologie (WZN) veröffentlichten monatlichen homogenisierten Niederschlagsanalyse für Europa (HOMPRA2) kann bereits jetzt für die Sommermonate (Juni, Juli, August) in Zentraleuropa ein leichter Trend zur Abnahme der Niederschlagssummen um bis zu 1,5 mm pro Jahr im Zeitraum von 1951-2005 festgestellt werden. Dieser Trend ist aber nicht signifikant, weil Niederschläge räumlich sehr variabel sind, insbesondere im Sommer.

Aufgrund der globalen Erwärmung und der damit verstärkten Verdunstung muss aber von einer noch stärkeren Saisonalität der klimatischen Wasserbilanz ausgegangen werden. Trockene und heiße Perioden wie 2018 oder im Juni 2019 passen in dieses Szenario, allerdings ist die Attribution von Trockenheiten und Dürren (d.h. die Bestimmung des Einflusses des Klimawandels auf das häufigere Auftreten solcher Ereignisse) noch Gegenstand der Forschung und noch nicht so durchführbar wie bei temperaturgesteuerten Ereignissen. Hier ist die Bestimmung geänderter Eintrittswahrscheinlichkeiten, z.B. für das Auftreten von Hitzewellen wie im Sommer 2003 oder Juni 2019, bereits heute möglich.

Wie trocken aber die Atmosphäre großräumig ist, kann aus Daten der bodennahen relativen Luftfeuchtigkeit ersehen werden, die aus Modellanalysen berechnet werden. Im Europamittel ist die Atmosphäre seit 1979 im Verhältnis zu dem, was sie an Wasserdampf aufnehmen kann, trockener geworden. Im laufenden Jahr war die Luft besonders im März, April und Juni sehr trocken. Eine Unterbrechung gab es im Mai, der in weiten Teilen Europas auch relativ kühl ausgefallen war. Der Juni 2019 war im Europamittel der trockenste Juni in Bezug auf die relative Luftfeuchtigkeit, noch weitaus trockener als der Juni 2018. Ursache war vor allem die häufige Zufuhr trockener und sehr warmer subtropischer Luft von Süden her. Der Juni 2019 war nach den außergewöhnlichen großräumigen Hitzewellen Ende des Monats auch bei weitem der wärmste Juni in Europa in diesem Zeitraum.

Eine ähnliche Tendenz wie die relative Luftfeuchte zeigen auch Daten der Bodenfeuchte in den obersten 7cm Tiefe (Daten nach Copernicus). Die Klimaänderung begünstigt also nicht nur höhere Temperaturen, sondern langfristig auch eine insgesamt größere Trockenheit in Europa in der Luft wie im Erdboden, auch wenn gleichzeitig in einzelnen Gebieten Auftreten und Intensität von Starkregen zunehmen. (DWD)

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