A5 Meteorologische Dürren

Thema

Meteorologische Dürre ist ein anhaltendes Niederschlagsdefizit im Vergleich zum klimatologischen Durchschnitt einer Region und hat direkte Folgen für die Wasserverfügbarkeit und die Ökosysteme dieser Region. Dieses Niederschlagsdefizit hat zwei Hauptursachen: das Fortbestehen einer antizyklonalen Zirkulation, deren Absinken die normalerweise regenbringende Konvektion hemmt, oder das schlichte Fehlen atmosphärischer Störungen, die Niederschlag in die Region bringen könnten. Beide Ursachen werden wiederum häufig durch großräumige ozeanische Variabilitätsmuster bedingt: Temperaturanomalien an der Oberfläche tropischer Ozeane, die über Monate oder Jahre bestehen bleiben und die atmosphärische Zirkulation in Richtung des einen oder anderen dieser beiden Mechanismen verschieben.

Die Rückkopplung zwischen trockenem Boden und Temperatur ist der wichtigste Mechanismus, der Niederschlagsdefizite verstärkt und über die Zeit aufrechterhält: Wenn ein Niederschlagsdefizit den Boden austrocknet, nimmt die Evapotranspiration des Bodens ab, und die Strahlungswärme, die zuvor zwischen der Erwärmung der Luft und der Verdunstung von Wasser verteilt war, wird nun fast ausschließlich zur Erwärmung der Luft anstatt zur Verdunstung von Wasser verwendet. Diese Wärmeumverteilung führt zu einem Anstieg der Lufttemperatur und einem Abfall der relativen Luftfeuchtigkeit. Die Kombination aus wärmerer und trockenerer Luft verringert die Niederschlagswahrscheinlichkeit zusätzlich und verschärft so das Niederschlagsdefizit, das den Boden ursprünglich ausgetrocknet hat. Dadurch schließt sich der Kreislauf zwischen trockenem Boden und Temperatur. Hält dieser Kreislauf an, kann er meteorologische Dürren über Jahrzehnte aufrechterhalten – sogenannte Megadürren. Dieses Phänomen tritt besonders häufig in semiariden Regionen auf, wo der Boden nur über geringe Feuchtigkeitsreserven verfügt, um den Kreislauf abzufedern.

Im Gegensatz zu meteorologischen Dürren, die sich langsam durch die Wechselwirkung zwischen trockenem Boden und Temperatur verstärken, sind Blitzdürren plötzlich auftretende Anomalien, die sich innerhalb weniger Tage bis Wochen entwickeln. Bei einer Blitzdürre verdunstet die ungewöhnlich schnelle Erwärmung der Luft die Bodenfeuchtigkeit lange bevor der Niederschlagsmangel von selbst sichtbar wird. Der Boden trocknet also durch die Hitze aus, bevor er durch das Ausbleiben von Regen trocknet. Gerade weil Blitzdürren dem Niederschlagsmangel vorausgehen, erfassen herkömmliche Niederschlagsindizes sie erst spät. Ein Verdunstungsstressindex hingegen erfasst direkt die Geschwindigkeit, mit der der Boden Feuchtigkeit verliert, und kann den Beginn einer Blitzdürre erkennen, bevor herkömmliche Niederschlagsindizes Anzeichen dafür liefern.

Gewöhnliche Dürren, Blitzdürren und Megadürren gehören alle derselben Häufigkeitsverteilung an, die nicht symmetrisch um einen Mittelwert verteilt ist. Extremereignisse wie Megadürren treten zwar deutlich seltener auf als moderate Dürren, aber wesentlich häufiger, als eine symmetrische Verteilung vermuten ließe. Ihre Auswirkungen auf die Wasserverfügbarkeit und Ökosysteme sind im Verhältnis zu ihrer Seltenheit unverhältnismäßig groß. Um meteorologische Dürren zu verstehen, ist es daher notwendig, sowohl das sie definierende Niederschlagsdefizit als auch die Wechselwirkung zwischen trockenem Boden und Temperatur zu erfassen, die darüber entscheidet, ob sich dieses Defizit innerhalb von Wochen abbaut oder zu einer jahrzehntelangen Megadürre führt.

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