Ursachen und Folgen der Trockenheit in Deutschland und Europa ab Juni 2019 - DWD

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Ursachen und Folgen der Trockenheit in Deutschland und Europa ab Juni 2019 - DWD
Abteilungen
Klimaüberwachung,
Agrar- und Hydrometeorologie

  Ursachen und Folgen der Trockenheit in Deutsch-
           land und Europa ab Juni 2019
             Autoren: Torben Meinert, Andreas Becker, Peter Bissolli, Jan Daßler,
                           Jan Nicolas Breidenbach, Markus Ziese
                                     Stand: 12.07.2019

Nachdem das Jahr 2018 mit einem Niederschlagsdefizit von rund 200 mm im
Deutschlandmittel zu Ende gegangen ist, brachten überdurchschnittliche Nieder-
schläge 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 unter-
durchschnittliche Niederschlagsmengen entstand in einigen Regionen Deutsch-
lands eine Trockensituation, die durch eine Hitzeperiode Ende Juni 2019 noch ver-
schärft wurde.

Abbildung 1: Ranking der für den Zeitraum 01.-08.07.2019 simulierten Bodenfeuchte für Winterweizen (0-
60 cm) auf leichtem Boden bzgl. der klimatologischen Zeitreihe seit 1961. Rang 1 bedeutet trockenster
Wert in der Zeitreihe, Rang 2 zweittrockenster Wert in der Zeitreihe usw.

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Ursachen und Folgen der Trockenheit in Deutschland und Europa ab Juni 2019 - DWD
Ausgangslage

 Das Jahr 2018 war im Deutschlandmittel das wärmste Jahr seit Beginn der regelmäßigen
Temperaturaufzeichnungen. Gleichzeitig war es ungewöhnlich trocken. Im Mittel lag das Nie-
derschlagsdefizit 2018 bei rund 200 mm. Erst die normalen oder leicht überdurchschnittlichen
Niederschläge in den Monaten Januar und März 2019 führten zu einer Auffüllung der Boden-
wasservorräte. Das Niederschlagsdefizit aus dem Vorjahr wurde dabei allerdings kaum unter
150 mm reduziert. Während des Frühjahres 2019 wechselten sich zunächst trockene Witte-
rungsperioden 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 viel-
jährigen Mittel [4]. Die hohen Temperaturen führten zu hohen Raten bei der potentiellen Ver-
dunstung. 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-West-
falen, Niedersachsen, Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg, Sachsen-Anhalt, Thüringen
und Sachsen werden regional die niedrigsten Bodenfeuchten (Winterweizen / leichter Boden)
seit 1961 erreicht (Abbildung 1). Die Pegelstände von Elbe, Oder, Spree, Aller sowie den Mit-
telläufen von Weser und Ems unterschreiten bereits das mittlere Niedrigwasser [5].

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

Landwirtschaftliche Auswirkungen:

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

      Leicht: Kaum betroffen sind Wintergerste und Winterraps, da sie die für die Ertrags-
       bildung 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, wäh-
       rend 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

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deutlich reduziert und aufgrund eines schwachen Mehlkörpers nur eine unterdurch-
          schnittliche Backqualität erreicht.
         Schwer: Am stärksten betroffen sind diejenigen Pflanzen, die mit ihrer momentan vor-
          handenen grünen Blattmasse stark und je nach Wurzeltiefe auch aus tieferen Boden-
          schichten heraus verdunsten. Sie haben bis zur Ernte noch einen erheblichen Was-
          serbedarf, 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 übli-
chen 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 Dünge-
maßnahmen nur eingeschränkt erfolgreich, weil die Nährstoffe wegen fehlendem Nieder-
schläge 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
08.07.2019 die Pegel von Elbe, Saale, Oder, Spree, Aller und Untermain bereits das mittlere
Niedrigwasser (Abbildung 2) [5]. 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 implementiert1. Sie zeigt in täglicher Aktualisierung den Zusammenhang zwi-
schen den Pegelständen an den Bundeswasserstraßen und den 4-Wochensummen des Nie-
derschlages basierend auf dem RADOLAN Verfahren des Deutschen Wetterdienstes auf.

1   https://www.geoportal.de/DE/Geoportal/Karten/karten.html?lang=de&wmcid=177

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Abbildung 2: Wasserstände an den WSV Pegeln der Bundeswasserstraßen am 08.07.2019 und 4-Wochen
Summen des Niederschlags, erhoben mit RADOLAN Verfahren des DWD (W4-Produkt).

Waldbrände:

Während der Hitzeperiode im Juni 2019 stieg der Waldbrandgefahrenindex gemäß Abbil-
dung 3 besonders in den nördlichen und östlichen Teilen des Bundesgebietes auf die
höchste Indexstufe 5 an. Am 30.06.2019 brach auf dem Truppenübungsplatz Lübtheen
(Mecklenburg-Vorpommern) aufgrund von Brandstiftung ein Waldbrand aus, der zur Ausru-
fung des Katastrophenalarms und zur Evakuierung umliegender Dörfer führte. Weitere
Waldbrände entstanden um den 06.07.2019 in Brandenburg und Sachsen, unter anderem in
der Lieberoser Heide.

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Ursachen und Folgen der Trockenheit in Deutschland und Europa ab Juni 2019 - DWD
Abbildung 3: Waldbrandgefahrenindex (WBI) am 30.06.2019. Die Waldbrandgefahr nimmt mit steigendem
Index zu.

Statistische Betrachtung:

Das Niederschlagsdefizit im Bundesgebiet kann durch den Standardized Precipitation Index
(SPI) statistisch eingeordnet werden. In Abbildung 4 ist der SPI für April bis Juni 2019 bzgl.
des Referenzzeitraumes 1961-1990 dargestellt. Negative Werte des Index bedeuten ein Nie-
derschlagsdefizit, 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 Branden-
burgs, Sachsens und Ostbayerns konzentriert sind. In diesen Bereichen kann laut Definition
des SPI von einer extremen Trockenheit gesprochen werden.

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Ursachen und Folgen der Trockenheit in Deutschland und Europa ab Juni 2019 - DWD
Abbildung 4: Standardized Precipitation Index (SPI) für Deutschland für den Zeitraum vom 01.04.2019 bis
30.06.2019.

In Abbildung 5 ist die Bodenfeuchte in der Einheit nutzbare Feldkapazität (nFK) der oberen
Bodenschicht bis 60 cm Tiefe als Mittelwert über den Zeitraum vom 01.07.2019 bis
08.07.2019 dargestellt. Eine nutzbare Feldkapazität von 0 % nFK sagt aus, dass kein pflan-
zenverfügbares Wasser mehr im Boden vorhanden ist. Der allgemein als für das Pflanzen-
wachstum kritisch angesehene Wert von 40 % nFK wurde außer Teilen Bayerns im betrach-
teten Zeitraum deutschlandweit unterschritten.

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Ursachen und Folgen der Trockenheit in Deutschland und Europa ab Juni 2019 - DWD
Abbildung 5: Bodenfeuchte für Winterweizen auf leichtem Boden (Mittelwert 01. bis 08.07.2019, 0-60 cm).

Das räumliche Muster des SPI spiegelt sich auch beim Ranking der Bodenfeuchte bzgl. der
langjährigen Zeitreihe seit 1961 wider (Abbildung 1). In den Regionen, die die stärksten ne-
gativen Werte des SPI aufweisen, werden neue Minima dieses Parameters erreicht. An-
schaulich bedeutet dies, dass selbst die außergewöhnlich geringen Bodenfeuchtewerte aus
2018 aktuell gebietsweise noch einmal unterschritten wurden.

Trockenheit auch in anderen Ländern Europas

Der Juni 2019 ging nicht nur in Deutschland, sondern auch in weiten Teilen Europas mit ei-
nem Niederschlagsdefizit zu Ende, das sich von Spanien über Mitteleuropa bis hin zum Balti-
kum/Südfinnland und Osteuropa erstreckte. Teilweise war das Defizit prozentual noch weit
höher als in Deutschland, vor allem in Polen und im Baltikum (Abbildung 6).

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

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Abbildung 6: Monatliche Niederschlagssummen in Europa für den Juni 2019 in mm (links) und in Prozent
vom Klimamittel 1981-2010 (rechts). Quelle: DWD, Weltzentrum für Niederschlagsklimatologie.

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 Einflus-
ses 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 (Abbildung 7).
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

2   https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/aktuelles/170426_hompra_wzn.html

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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 7 cm 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.

Abbildung 7: Monatliche Abweichung der relativen Luftfeuchtigkeit vom Klimamittel 1981-2010 in Prozent
für Januar 1979 – Juni 2019. Die schwarzen Balken sind die Juniwerte. Quelle: Copernicus C3S.

Literatur:

[1]   DWD, Abteilung Klimaüberwachung: Rückblick auf das Jahr 2018 – das bisher wärmste
      Jahr in Deutschland, https://www.dwd.de/DE/leistungen/besondereereignisse/tempera-
      tur/20190102_waermstes_jahr_in_deutschland_2018.pdf?__blob=publicationFile&v=2
[2] DWD, Abteilung Agrarmeteorologie: Die Trockenheit in Deutschland 2018 aus agrarme-
      teorologischer    Sicht,   https://www.dwd.de/DE/leistungen/besondereereignisse/du-
      erre/20180705_trockenheit_in_deutschland_2018.pdf?__blob=publicationFile&v=5
[3] DWD, Abteilung Klimaüberwachung: 2018 wärmster Sommer im Norden und Osten
      Deutschlands,        https://www.dwd.de/DE/leistungen/besondereereignisse/tempera-
      tur/20180906_waermstersommer_nordenosten2018.pdf?__blob=publicationFile&v=7
[4] DWD, Abteilung Klimaüberwachung: Neuer Rekord der mittleren Junitemperatur für
      Deutschland und intensive Hitzewelle in Europa
[5]     Mittel- und Ostdeutschland: Früh im Jahr bereits sehr niedrige Wasserstände
(03.07.2019), https://www.bafg.de/DE/07_Nachrichten/20190703_nw.html

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Quellen:

DWD, Klimamonitoring Europa: https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/klimaueberwachung/eu-
ropa/europa_node.html
DWD, Weltzentrum für Niederschlagsklimatologie: http://gpcc.dwd.de
Geoportal: https://www.geoportal.de/SharedDocs/Karten/DE/Themenkarte_PegelonlineNie-
derschlagsanalyse.html
Copernicus: https://climate.copernicus.eu/precipitation-relative-humidity-and-soil-moisture-
june-2019
Soweit nicht anders angegeben: DWD
Hinweis: Die im Bericht aufgeführten Daten geben den Stand der Niederschrift wieder.

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