Hydroklimatisches Schleudertrauma: Dürre und Flut im Wechsel

Diese abrupten Schwankungen destabilisieren zunehmend Ökosysteme und Gemeinschaften, wie eine neue Studie zeigt, die in Nature Reviews Earth and Environment veröffentlicht wurde.

Die Studie zeigt, wie der Klimawandel diese Wettermuster und die damit verbundenen Risiken – von zerstörerischen Waldbränden bis hin zu verheerenden Überschwemmungen – verschärft.

Ein Staat im ständigen Wandel

Die Winter 2022–23 und 2023–24 brachten Kalifornien noch nie dagewesene Niederschläge, die durch Dutzende von atmosphärischen Flüssen angeheizt wurden.

Bergstädte wurden unter Schnee begraben, Täler wurden durch Regen und Schneeschmelze überflutet, und überall im Staat kam es zu Erdrutschen.

Auf diese Überschwemmungen folgten jedoch eine Rekordhitze im Sommer und ein von Trockenheit geprägter Beginn der Regenzeit 2025. Die daraus resultierende trockene Vegetation bot reichlich Brennstoff für eine Reihe von Waldbränden.

«Diese Peitschenhieb-Sequenz in Kalifornien hat das Brandrisiko in zweifacher Hinsicht erhöht», erklärt der Hauptautor Daniel Swain, Klimawissenschaftler an der University of California, Los Angeles (UCLA) und UC Agriculture and Natural Resources.

«Erstens, weil das Wachstum von brennbarem Gras und Gestrüpp in den Monaten vor der Feuersaison stark zugenommen hat, und zweitens, weil es durch die anschliessende extreme Trockenheit und Wärme auf ein aussergewöhnlich hohes Niveau ausgetrocknet wurde.»

Globale Trends beim Klimapeitschenhieb

Die Situation in Kalifornien spiegelt einen globalen Trend wider. Die Studie ergab, dass die hydroklimatischen Peitschenhiebe seit Mitte des 20. Jahrhunderts weltweit um 31 % bis 66 % zugenommen haben und damit die Vorhersagen der Klimamodelle übertreffen.

Der Trend beschleunigt sich aufgrund des vom Menschen verursachten Klimawandels, wobei Prognosen darauf hindeuten, dass sich die Peitschenhiebe mehr als verdoppeln könnten, wenn die globalen Temperaturen um drei Grad Celsius über das vorindustrielle Niveau steigen. Die Klimakrise verschärft sich weiter.

Ein wichtiger Grund für diese Intensivierung ist der «expandierende atmosphärische Schwamm», ein Phänomen, bei dem eine wärmere Atmosphäre mehr Wasser aufnimmt und abgibt.

Mit jedem Grad Celsius Erwärmung nimmt die Fähigkeit der Atmosphäre, Feuchtigkeit zu speichern, um 7 % zu, was die Schwere von Dürren und Überschwemmungen noch verstärkt.

«Das Problem ist, dass der Schwamm exponentiell wächst, wie der Zinseszins in einer Bank», so Swain. «Die Ausdehnungsrate steigt mit jedem Bruchteil eines Grades Erwärmung.»

Jenseits von Regenfällen: Die Rolle der Verdunstung

Während sich viele Studien ausschliesslich auf die Niederschlagsmuster konzentrieren, betont diese Studie die Rolle des zunehmenden Verdunstungsbedarfs.

Eine sich erwärmende Atmosphäre entzieht Pflanzen und Böden mehr Feuchtigkeit und verschlimmert dadurch Dürrezustände, selbst wenn die Niederschläge nicht abnehmen.

«Der sich ausbreitende atmosphärische Schwammeffekt könnte eine einheitliche Erklärung für einige der sichtbaren Auswirkungen des Klimawandels bieten», so Swain.

Dazu gehören die schnellen Übergänge zwischen Überschwemmungen und Dürren, Erdrutsche, die durch übersättigte Böden ausgelöst werden, und Zyklen von Vegetationswachstum und Feuer.

Herausforderungen für die Wasserwirtschaft

Das sich verschärfende hydroklimatische Peitschenhieb stellt die Wasserwirtschaft vor grosse Herausforderungen.

Die traditionellen Strategien Kaliforniens, wie die Ableitung von Hochwasser in den Ozean, müssen mit Massnahmen zur Rückhaltung von Wasser für längere Trockenperioden ausgeglichen werden. Swain betonte die Bedeutung eines «Co-Management»-Ansatzes, der Dürre- und Hochwasserrisiken gemeinsam betrachtet.

John Abatzoglou, Klimawissenschaftler an der UC Merced und Mitautor der Studie, wies auf die Belastung der kalifornischen Infrastruktur hin:

«Das Wasserklima in Kalifornien ist zuverlässig unzuverlässig. Schwankungen, wie wir sie vor ein paar Jahren erlebt haben, von einer der trockensten Dreijahresperioden seit einem Jahrhundert bis zur einmaligen Schneedecke im Frühjahr 2023, haben sowohl unsere Wasserinfrastruktursysteme auf die Probe gestellt als auch die Gespräche über das Hochwassermanagement gefördert, um die zukünftige Wassersicherheit in einem zunehmend variablen Hydroklima zu gewährleisten.»

Globales Phänomen des Klimaschleuderns

Kalifornien ist zwar ein krasses Beispiel, aber das hydroklimatische Schleudertrauma ist ein globales Problem.

Für Regionen wie Nordafrika, Südasien und den tropischen Pazifik werden die dramatischsten Zunahmen prognostiziert, aber fast alle Regionen werden mit wachsenden Risiken konfrontiert sein.

«Der zunehmende hydroklimatische Peitschenschlag könnte sich als eine der universellen globalen Veränderungen auf einer sich erwärmenden Erde erweisen», so Swain.

Das Risiko von Waldbränden in Südkalifornien hat sich durch den fehlenden Regen und die trockene Vegetation, die von früheren Regenperioden zurückgeblieben ist, noch erhöht.

Zwar spielen saisonale Winde wie der Santa Anas eine Rolle bei der Ausbreitung von Bränden, doch Swain merkte an, dass «der Klimawandel die Überschneidung zwischen extrem trockenen Vegetationsbedingungen später in der Saison und dem Auftreten dieser Windereignisse verstärkt».

«Dies ist letztlich der wichtigste Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und den Waldbränden in Südkalifornien.»

Dringende Notwendigkeit, die Erwärmung zu reduzieren

Die Studie unterstreicht die dringende Notwendigkeit, die globale Erwärmung zu reduzieren, um die Verschärfung des hydroklimatischen Peitschenschlags zu verlangsamen.

«Je geringer die Erwärmung ausfällt, desto geringer ist die Zunahme der hydroklimatischen Peitschenhiebe», so Swain. Da sich der Planet jedoch in diesem Jahrhundert um zwei bis drei Grad Celsius erwärmen wird, ist eine erhebliche Zunahme der Schwankungen wahrscheinlich.

Die Anpassung an diese Veränderungen erfordert ein Überdenken des Wassermanagements, der Infrastruktur und der Strategien zur Wassereinsparung. Wenn beide Enden des Wasserspektrums – Überschwemmung und Dürre – berücksichtigt werden, können sich politische Entscheidungsträger und Gemeinden besser auf die Herausforderungen einer sich erwärmenden Welt vorbereiten. Mehr zu den Auswirkungen auf Umwelt und Naturschutz.