Dürre

Was ist eigentlich eine Dürre und wie werden ihre Auswirkungen spürbar? Die Seite bieten einen kurzen Überblick zur Thematik, gibt einen perspektivischen Ausblick und stellt nützliche Links zur Verfügung.

Starkregen

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Was ist eine Dürre?

Für Dürre liegt eine Vielzahl verschiedener Definitionen vor (GERICS 2012). Denn Dürre kann sehr verschiedene räumliche und zeitliche Ausprägungen und dadurch sehr unterschiedliche Auswirkungen haben. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) definiert Dürre als einen Wassermangel, der entweder durch zu wenig Niederschlag und/oder durch eine stärkere Verdunstung durch z. B. höhere Temperaturen als üblich verursacht wird (DWD 2022).

Klassifizierung

Eine Dürre wird entsprechend ihrer Dauer und Auswirkungen klassifiziert. Der DWD (2022) wählt hierfür vier Typen: meteorologisch, landwirtschaftlich, hydrologisch und sozioökonomisch (siehe Tab. 1). Die UNESCO unterscheidet Dürre etwas genereller in drei Typen: während die meteorologische Dürre ein Niederschlagsdefizit beschreibt, bezeichnet eine Blauwasser-Dürre einen Mangel in z.B. Gewässern und Grundwasserleitern und eine Grünwasser-Dürre in den Bodenschichten und der Vegetation (UNESO 2016).

Tabelle 1: Klassifizierung von Dürreereignissen nach dem Deutschen Wetterdienst (DWD 2022)

Unwetterwarnung DWD

Was charakterisiert eine dürre?

Eine Dürre erstreckt sich in der Regel über einen längeren Zeitraum und entwickelt sich schleichend an. Dies stellt einen wichtigen Unterschied zu anderen Katastrophen wie z. B. Starkregenereignissen oder Stürmen dar, die in einem begrenzten und meist kurzen Zeitabschnitt auftreten.  Weiterhin steht der Begriff Dürre immer in Relation zu den regional vorherrschenden Wetterbedingungen. Dadurch charakterisiert sich Dürre in erster Linie über deren Auswirkungen (GERICS 2012).

Der DWD berechnet für den deutschen Raum den sogenannten Standardized Precipitation Index (SPI; dt: Standardisierter Niederschlagsindex). Der SPI bewertet die Niederschlagsverhältnisse eines Monats zu den jeweiligen Durchschnittswerten. Bei einer Abweichung wird entweder von Niederschlagsüberschüssen (extrem nass) oder Niederschlagsdefiziten (extrem trocken) gesprochen (DWD 2022). Neben dem Niederschlag spielt die Temperatur und der Verdunstungsgrad eine entscheidende Rolle. Der Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI; dt: Standardisierter Niederschlags-Evapotranspiration-Index) berücksichtigt deshalb zusätzlich die Temperatur und Verdunstung (DWD 2022). Für die globale Ebene führt der Precipitation Climatology Centre Drought Index (GPCC-DI; dt: Globales Zentrum für Niederschlagsklimatologie Trockenheitsindex) den SPI und den SPEI zusammen (DWD 2022).

Das Ausmaß einer Dürre hängt nicht nur vom Niederschlag und Verdunstung ab, sondern auch von weiteren Faktoren wie Hangneigung, Bodeneigenschaften und Vegetation. Bei gleichen Niederschlagsverhältnissen und gleichem Verdunstungsgrad kann abhängig von z. B. den Bodenbeschaffenheiten eine unterschiedliche Bodenfeuchte vorliegen (Thober, Marx & Boeing 2018). Deshalb verwendet das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), das sich intensiv mit den Auswirkungen und Entwicklungen von Dürren befasst, zur Modellierung von Dürre ein hydrologisches Modell, das zahlreiche Faktoren, wie Evapotranspiration, Abfluss und Versickerung berücksichtigt. Im UFZ-Dürremonitoring wird so kontinuierlich der aktuelle Bodenfeuchtezustand in Deutschland abgebildet. Der Monitor wird täglich sowohl für den Oberboden als auch für den Gesamtboden bis zu einer Tiefe von 1,8 m aktualisiert (UFZ 2022).

Auswirkungen von Dürre

Eine Dürre hat je nach Intensität und Dauer, wie auch die Definition des DWD schon aussagt, unterschiedliche ökologische und (sozio‑)ökonomische Auswirkungen. Eine kurzzeitige Trockenheit hat in der Regel wenige nachhaltige ökonomische und ökologische Auswirkungen. In Verbindung mit Hitze können jedoch erhebliche Gesundheitsrisiken für Menschen und Tiere entstehen, wie Störungen des Herz-Kreislaufsystems (Deutschländer & Mächel 2017).

Längerfristige Dürreereignisse hingegen können die wirtschaftlichen Strukturen eines Landes maßgeblich beeinträchtigen. In den vergangenen Jahren stachen immer wieder einzelne Jahre als extreme Dürrejahre hervor, wie 2003 und 2018 (Buras et al. 2019). Das potenzielle Wasserdargebot von 188 km³ pro Jahr (im langjährigen Mittel von 1961-1990) wurde mit 99 km³/Jahr und 119 km³/ Jahr in diesen beiden Jahren deutlich unterschritten. Diese Zahl gibt an, wie viel erneuerbare Wassermenge zur Wasserbewirtschaftung zur Verfügung steht (Tröltzsch et al. 2021). Damit sich die Natur von einem Dürrejahr wie 2018 erholen kann, sind langanhaltende Niederschläge, insbesondere im Winter, notwendig, sodass sich der Boden und der Grundwasserspiegel regenerieren können (Ostermann & Mudersbach 2021). Mit 2018, 2019 und 2020 traten drei Jahre in Folge auf, in denen durchschnittlich weniger Niederschlag fiel als gewöhnlich. Auch wenn die Niederschläge 2021 durchschnittlich ausfielen, reichten diese nicht aus, um das Wasserdefizit der vorherigen Jahre in Deutschland flächendeckend auszugleichen (Umweltbundesamt 2022). 2022 folgte wieder ein sehr trockenes und heißes Jahr. Die Auswirkungen der Häufung von Dürrejahren zeigt sich in Deutschland vor allem am Grundwasser und dessen Konsequenzen für die Trinkwasserversorgung, den Wald, die Landwirtschaft und den Gewässern.

Trinkwasserversorgung

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Verringerte Niederschlagsmengen und hohe Verdunstung führen zu einer verringerten Grundwasserneubildung, was die Grundwasserstände absinken lässt. Trinkwasser wird in Deutschland zu 60 % aus Grundwasserkapazitäten erzeugt (Statistisches Bundesamt 2022). Bisher gibt es in Deutschland – mit wenigen Ausmaßen – noch keine flächendeckenden Engpässe bei der Trinkwasserversorgung. Veränderungen des Grundwasserspiegels und geringe Niederschläge in Kombination mit einem erhöhten Wasserbedarf, z. B. während Hitze oder durch Bewässerung in der Landwirtschaft, können jedoch zu Nutzungskonflikten führen (Umweltbundesamt 2022, LAWA 2010).

Wald

© Felix Mittermeier | Pixabay

Sinkende Grundwasserstände beeinflussen zudem Gewässer, die unterirdisch mit Grundwasser gespeist werden, sowie den Wald (Umweltbundesamt 2022). Ein niedriger Grundwasserspiegel und ein verringerter Bodenwasserspeicher führen insbesondere während aufeinanderfolgender Dürrejahre mit einer mangelnde Bodenwasserauffüllung im Herbst und Winter zu Trockenstress bei Bäumen und gefährden den Waldbestand nachhaltig. Durch die Trockenheit über den Zeitraum 2018–2020 ist das Waldsterben in Deutschland auf ein Rekordniveau gestiegen (Bolte et al. 2022). Neben der Veränderung des Wasserhaushaltes von Wäldern steigt durch Trockenheit auch die Waldbrandgefahr (Zimmermann und Raspe 2021).

Landwirtschaft

© iStock | Taglass

In der Landwirtschaft bedeutet ein erheblicher Wassermangel, dass weniger pflanzenverfügbares Wasser zur Verfügung steht und durch verringertes Pflanzenwachstum Ernteerträge reduziert werden oder ausfallen (Thober, Marx & Boeing 2018). Die Dürre von 2018 forderte Ernteausfälle von teilweise bis zu 70 % (Klimareporter 2019). Auch 2022 fiel nach Angaben des Deutschen Bauernverbandes (DBV) die Ernte im Vergleich zum Zeitraum 2014–2021 unterdurchschnittlich aus. Mit 20 % Ertragsverlust war davon insbesondere der Körnermais betroffen (DBV 2022).

Gewässer

Elbe, Magdeburg 2018: © Pixabay | Sabine Kroschel

Weiterhin führten in den letzten Jahren Niedrigwasserperioden durch die Einschränkung des Binnenschifffahrtsverkehrs an vielen Flüssen zu schwerwiegenden Lieferengpässen und die Leistung von Kraftwerken wurde aufgrund weniger verfügbaren Kühlwassers eingeschränkt (Guido 2022). 2018 mussten an Mosel und Rhein die Beladungskapazitäten reduziert werden und an der Elbe und Oder wurde die Schifffahrt zeitweise vollständig eingestellt (Handelsblatt 2018). 2022 wurde der Gewässergrund des Rheins bei Karlsruhe erstmalig seit 50 Jahren freigelegt (UFZ 2022). Darüber hinaus beeinträchtigen die niedrigen Wasserstände die Flora und Fauna sowie den Sauerstoffgehalt von Gewässern und gefährden damit das ökologische Gleichgewicht und die Diversität (NABU 2018).

Zukünftige Erwartungen und prognosen

Die ökologischen und ökonomischen Folgen der Dürre der vergangenen Jahre sind unverkennbar. Aktuellen Prognosen zufolge wird erwartet, dass die Häufigkeit und Intensität von Wetterextremen insgesamt zunehmen. Durch trockenere und heißere Sommer werden sich Dürre und Hitze zu zentralen Gefahren in Mitteleuropa entwickeln, länger andauern und größere Gebiete betreffen. Insbesondere der Osten und Südwesten Deutschlands wird davon betroffen sein (IPCC 2014, UBA 2019, Jacobs et al. 2019). Aber wie können wir in Anbetracht der vergangenen Ereignisse und der aktuellen klimatischen Entwicklung in die Zukunft blicken? Um dies beurteilen zu können, ist es sinnvoll, den Entwicklungstrend der letzten Jahre zu betrachten.

Abb. 1: Dürreentwicklung in Deutschland von 1991-2020; UFZ 2020

Entwicklungstrend der letzten Jahre

Das UFZ erstellt hierfür, basierend auf dem Dürremonitor, die Dürremagnitude, die die Ausmaße von Dürrejahren vergleicht (Abb. 1). Diese berücksichtigt, hier für den Gesamtboden bis 1,8 m Tiefe, die Vegetationsperiode von April bis Oktober eines jeden Jahres (UFZ). Auch wenn es bereits in den 90er Jahren – und auch in den Jahrzehnten davor – immer wieder zu Dürren kam, ist die Häufung von Trockenheit in den letzten Jahren ein eindeutiger Trend. Insbesondere die drei aufeinanderfolgenden extremen Dürrejahre 2018, 2019 und 2020 sind in der Form seit 1952 nicht mehr aufgetreten (Abb. 1).  Die Grafik zeigt weiterhin, dass eine räumliche Differenzierung notwendig ist. Die tendenziell niederschlagsärmeren Regionen im Nordosten von Deutschland sind besonders von Wassermangel betroffen (UBA 2019).

Dürreereignisse werden die sozioökonomischen Strukturen in Deutschland auch zukünftig vor große Herausforderungen stellen. Ziel muss deshalb sein, diese Strukturen durch effektive Anpassungsstrategien resilienter gegen Dürreereignisse zu gestalten. Auf Bundesebene sind Mechanismen hierzu z. B. die Deutsche Anpassungsstrategie (DAS), die EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) sowie die Nationale Wasserstrategie. Dazu zählt insbesondere die Förderung von Forschung und Wissenstransfer genauso wie die Entwicklung von Anpassungs- und Präventionsmaßnahmen, wie angepasstem Pflanzenbau oder Versicherungslösungen (mehr dazu im DKKV-Dürre-Statement).

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Mit der Maßnahme "Wasser-Extremereignisse WaX" ...

… fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 12 Forschungsvorhaben, die fach- und sektorübergreifend neue Ansätze zum Management wasserbezogener Naturgefahren wie Starkregen, Hochwasser und Dürre entwickeln. So werden zum Beispiel Ansätze und Strategien zur Trinkwasserversorgung während Dürrezeiten, zur Wasserspeicherung und zu einem nachhaltigen Wassermanagement entwickelt. 

Als Transfer- und Vernetzungsvorhaben begleitet das DKKV zusammen mit der Universität Potsdam die Vorhaben. Das Vorhaben ermöglicht eine intensive Vernetzung und einen Austausch der Forschungsvorhaben, stellt Synergien her und erzeugt durch eine projektübergreifende Synthese der Forschungsergebnisse einen nachhaltigen und zielgruppengerechten Praxistransfer.

Erstellt: Februar 2023

Aktuelle Informationen

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