Klima

Häufung der Sommerdürren ist einmalig für die letzten 2110 Jahre

Roland Knauer

Von Roland Knauer

So, 21. März 2021 um 12:55 Uhr

Bildung & Wissen

Zuletzt erlebte Europa immer wieder Sommerdürren. Eine neue Studie zeigt, die Häufung sehr trockener Jahre seit 2003 einmalig für die letzten 2110 Jahre ist. Der Grund ist der Klimawandel.

Die Sommerdürren, die Europa seit 2015 erlebt hat, waren weitaus gravierender als alles in den rund 2100 Jahren davor. Das ergab eine internationale Studie, die im Fachblatt Nature Geoscience veröffentlicht wurde. Die Wissenschaftler nutzten ein spezifisches Verfahren zur Analyse von Baumringen und erstellten so einen gewaltigen Datensatz, der die hydroklimatischen Bedingungen in Mitteleuropa von der Römerzeit bis zur Gegenwart abbildet. Die Ursache ist für Erstautor Ulf Büntgen von der Universität Cambridge klar: "Das ist der Klimawandel."

Vier der zwanzig trockensten Sommer der letzten 2110 Jahre lagen im 21. Jahrhundert, schreiben Büntgen und sein Team. "Eine ähnliche Häufung von extremen Trockenperioden wie wir sie seit 2003 erleben, gab es in den letzten 2110 Jahren kein einziges Mal", erklärt der Forscher. Die wärmste und trockenste Vier-Jahres-Periode in dieser Zeit in Mitteleuropa lang in der Zeit von 2015 bis 2018. Dabei sind in den Analysen die ebenfalls sehr trockenen Jahre 2019 und 2020 noch gar nicht berücksichtigt. "Die Ursache dieser Dürre-Anomalie ist wahrscheinlich die von der Menschheit ausgelöste Klimaerwärmung und deren Auswirkung auf die Großwetterlagen im Sommer", so Büntgen.

Baumringe dienen als Grundlage der Untersuchung

Um eine solche "Jahrtausenddürre" zu erkennen, benötigt man fein aufgelöste Witterungsdaten. Allerdings reichen die regelmäßigen Aufzeichnungen des Deutschen Wetterdienstes gerade einmal bis zum Jahr 1880 zurück, deutlich älter sind zuverlässige Daten auch aus anderen Regionen Europas nur sehr selten. Daher stützten sich die Forscher lange auf die Untersuchung von Baumringen: In idealen Jahren mit gemäßigten Temperaturen bilden Bäume viel Holz und die Ringe werden dicker, während in heißen Jahren nur dünne Baumringe wachsen. Anhand dieser Muster aus dünnen und starken Ringe lassen sich also die Wachstumsbedingungen im Jahresrhythmus bestimmen. "Allerdings reichen solche Klimarekonstruktionen über Baumringe meist allenfalls tausend Jahre zurück, für die Zeit davor gibt es nur sehr wenig Daten", schränkt Büntgen ein.

Obendrein liefern die bisherigen Baumring-Daten meist nur Hinweise zur Temperatur, aber keine für die sehr wichtigen Werte Niederschlag und Bodenfeuchte, die das Wachsen von Bäumen entscheidend beeinflussen. Der Wassergehalt im Untergrund ist allerdings nicht nur von der Menge des Niederschlags, sondern auch von dessen Verteilung und der Art Bodens abhängig. Um dieses Geflecht aus Einflüssen auf das Wachstum zu analysieren, hat das Team um Büntgen von 147 Eichen aus Tschechien und dem Südosten Bayerns 27 080 Proben einzelner Baumringe in einer wahren Sisyphos-Arbeit unter die Lupe genommen. Die Ringe von 21 lebenden Bäume erlaubten dabei einen Blick in die vergangenen hundert oder 150 Jahre. Das Bauholz von historischen Gebäuden öffnete den Blick in die Vergangenheit weiter, dazu kam Holz, das Archäologen bei Ausgrabungen aus vergangenen Epochen bargen und Stämme, die im von Flüssen abgelagerten Kies die Jahrhunderte überdauert hatten. In diesen Baumring-Proben untersuchte das Team die natürlichen Isotope Sauerstoff-18 und Kohlenstoff-13, die sich – abhängig von der Witterung und anderen Faktoren – unterschiedlich stark im Holz anreichern.

Ausmaß der Dürreperiode im 21. Jahrhundert übertrifft alles

Die Forscher kombinierten nun die für jeden Baumring einzeln ermittelten Isotopen-Werte mehrerer Bäume und konnten so einen Trockenheitsindex ermitteln, der sehr gut mit den Daten der Wetterdienste seit Beginn des 20. Jahrhunderts übereinstimmt. Allerdings gibt es eine Ausnahme: "In der Zeit des Ersten Weltkriegs scheinen unsere aus den Baumringen ermittelten Daten deutlich zuverlässiger als die gemessenen Werte zu sein, die in dieser Zeit anscheinend weniger genau als in anderen Jahren waren", vermutet Büntgen.

Offensichtlich liefern die unabhängig voneinander in den Baumringen gemessen Sauerstoff-18- und Kohlenstoff-13-Werte also einen zuverlässigen Trockenheitsindex für Mitteleuropa im 20. Jahrhundert – und daher wohl auch für die Zeit davor.

Die fünf trockensten Jahre in der Zeit seit dem ersten Jahrhundert vor Christus waren demnach 1509, 1508, 2018, 2016 and 2017. Damit zeichnen die Isotopen-Analysen eine bereits bekannte Dürreperiode am Anfang des 16. Jahrhunderts korrekt nach. Auch die ausgeprägten Trockenjahre im sechsten Jahrhundert, in denen gleichzeitig die spätantike Völkerwanderung in Europa einen letzten Höhepunkt erreichte, zeigen die Baumring-Daten sehr gut. Allerdings reichen diese Dürrejahre, sowie weitere, schwächere Trockenperioden im Ausmaß nicht an die 2003 beginnenden Dürren des 21. Jahrhunderts heran.

Klimawandel gilt als Grund für die Dürreperiode

Diese anhaltenden Trockenperioden werden nach Meinung von Atmosphären-Forschern wie Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Potsdam wohl durch die von Klimaerwärmung angetrieben. Dadurch steigen nämlich die Temperaturen im hohen Norden der Erde viel stärker als in anderen Weltregionen an. So verringern sich die Temperatur-Unterschiede zwischen der Arktis und dem Süden. Diese Unterschiede wiederum treiben den Jetstream an, ein Band starker Winde, die mit zum Teil mehr als 500 Stundenkilometern in großer Höhe über Nordamerika, Europa und Sibirien wehen.

Ein schwächerer Jetstream wiederum lässt – unter Umständen – Hochdruckgebiete über Nord- und Mitteleuropa lange Zeit an Ort und Stelle verharren. Die starke Sonnenstrahlung im Sommer kann dann die Temperaturen stark nach oben treiben und Hitzewellen auslösen, während das stabile und kräftige Hochdruckgebiet gleichzeitig den Weg feuchter Luftmassen nach Mitteleuropa blockiert. Genau das geschah in den Hitzesommern der Jahre 2003, 2006, 2015, 2018 und 2019 – was die historische Trockenperiode auslöste.