Was verursacht eine Dürre?
Eine Nahaufnahme von trockenem, rissigem Boden während einer Dürre. Credit: Public Domain
Eine Dürre ist eine länger andauernde Periode mit unterdurchschnittlichen Regen- oder Schneemengen in einer bestimmten Region. Die Schwere der Dürre hängt von der Zeit ab, in der eine Region unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen erhält.
Zum Beispiel können ein paar Wochen ohne Regen die Ernte eines Landwirts während der Wachstumsperiode belasten. Dies wird als „flash drought“ bezeichnet. Aber es könnte eine viel längere Trockenperiode dauern, um eine vollständige Dürre zu sehen, die die Wasserversorgung einer Region beeinträchtigen würde.
Was verursacht eine Dürre?
Eine Dürre wird durch trockenere als normale Bedingungen verursacht, die schließlich zu Wasserversorgungsproblemen führen können. Wirklich heiße Temperaturen können eine Dürre verschlimmern, indem sie dazu führen, dass Feuchtigkeit aus dem Boden verdunstet. Nur weil eine Region heiß und trocken ist, bedeutet das nicht zwangsläufig, dass sie von einer Dürre heimgesucht wird. Dürren treten nur auf, wenn ein Gebiet ungewöhnlich trocken ist. Hier ist der Grund:
Regen und Schnee fallen nicht gleichmäßig über die Erde. Einige Regionen sind routinemäßig nass und andere sind routinemäßig trocken. Von Jahreszeit zu Jahreszeit – und von Jahr zu Jahr – kann die Regen- oder Schneemenge an einem Ort variieren.
Doch über einen Zeitraum von vielen Jahren ist die durchschnittliche Niederschlagsmenge in einer Region ziemlich konstant. In den Wüsten des amerikanischen Südwestens zum Beispiel beträgt die durchschnittliche Niederschlagsmenge weniger als 3 Zoll pro Jahr. Aber der durchschnittliche jährliche Niederschlag in Atlanta beträgt etwa 50 Zoll.
Wenn ein bestimmtes Gebiet weniger Regen als üblich bekommt, bekommt auch der Boden viel weniger Feuchtigkeit. Der Boden beginnt auszutrocknen und Pflanzen sterben ab. Wenn dieses Muster über mehrere Wochen, Monate oder Jahre anhält, nimmt der Durchfluss von Bächen und Flüssen ab und die Wasserstände in Seen, Reservoirs und Brunnen sinken. Schließlich führt die ungewöhnliche Trockenheit zu Problemen mit der Wasserversorgung, und die Trockenperiode wird zu einer Dürre.
Zwei Männer untersuchen die Wurzeln von Luzerne und Grasheu, das von der Dürre in Sidney, Montana, betroffen ist. Credit: Public Domain/USDA NCRS Montana
Hört eine Dürre auf, wenn es regnet?
Ja und nein. Regen kann während einer Dürre helfen, aber er lässt die Dürre nicht verschwinden. Ein leichter Regenschauer kann dazu führen, dass das Gras und die Pflanzen grün werden. Aber wenn das Wasser schnell in der Luft verdunstet oder von den Pflanzen aufgesaugt wird, hält die Dürreerleichterung nicht lange an.
Ein Gewitter kann viel Regen in eine Region bringen, aber oft kommt der Regen so schnell, dass er in Abwasserkanäle und Gräben fließt, anstatt in den Boden zu sickern. Wenn ein Gewitter plötzlich auf eine Region trifft, die unter Trockenheit leidet, kann es sogar eine Sturzflut verursachen.
Wenn ein Gewitter während einer Dürre auftritt, kann der Regen zu schnell kommen, um vom Boden absorbiert zu werden, und das Wasser kann einfach in einen Abflusskanal fließen. Credit: Public Domain
Die einzige Möglichkeit, eine Dürre wirklich zu beenden, ist genügend regelmäßiger, durchdringender Regen oder viel Schnee. Regen, der in den Boden einsickert, kann das Grundwasser wieder auffüllen. Das Grundwasser versorgt Pflanzen mit Wasser und kann Bäche in regenfreien Zeiten wieder auffüllen.
Ein einziger durchdringender Regen kann helfen, die Dürrebedingungen zu verbessern. Allerdings sind mehrere durchnässende Regenfälle über mehrere Monate erforderlich, um die Dinge wirklich wieder zu normalisieren.
Wie überwachen wir Dürren?
Eine Möglichkeit, Dürren zu überwachen, sind Wettersatelliten im Weltraum. Zum Beispiel wurden Satellitendaten verwendet, um ein Werkzeug zu entwickeln, das Landwirte vor bevorstehenden Dürreperioden warnt.
Die Satelliten der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) der Serien GOES-R (Geostationary Operational Environmental Satellites-R Series) und JPSS (Joint Polar Satellite System) können thermische Infrarotbilder der Erde aufnehmen. Diese Bilder liefern Informationen über die Wärmemenge auf der Erdoberfläche. Diese Informationen können verwendet werden, um die Evapotranspiration abzuschätzen, die ein Maß dafür ist, wie viel Wasser vom Land über den Boden und die Pflanzen an die Atmosphäre abgegeben wird.
Durch den Vergleich der wöchentlichen Evapotranspirationsdaten von Satelliten mit dem Durchschnitt der Region können Wissenschaftler vorhersagen, ob eine Region von Dürreperioden bedroht ist oder nicht – und Landwirte und Viehzüchter warnen, wenn die Ernte bald unter Stress steht.
Der Evaporative Stress Index (ESI) ist ein Werkzeug, das aus den Wärmebilddaten der Satelliten GOES-R und JPSS erstellt wurde. Hier ist eine ESI-Darstellung einer Dürre im Jahr 2012 im Mittleren Westen der USA. Rote und braune Farben zeigen extremen Feuchtigkeitsstress an. Credit: USDA
Wie können wir Dürren im Laufe der Zeit vergleichen?
Um historische Daten über vergangene Trockenjahre zu erhalten, können Wissenschaftler Daten der NOAA und ein Computerklimamodell namens North American Drought Atlas verwenden. Wissenschaftler können auch Baumringe von Bäumen betrachten, die Hunderte von Jahren alt sind.
Die Dicke der Baumringe kann Wissenschaftlern Aufschluss über historische Dürren über die Hunderte von Jahren des Lebens eines Baumes geben. Credit: Public Domain
Sie haben vielleicht schon davon gehört, dass man Baumringe benutzt, um etwas über die Vergangenheit zu erfahren, aber wonach suchen Wissenschaftler? Es gibt Informationen in der Dicke der einzelnen Ringe. Dicke Ringe bedeuten, dass der Baum aufgrund von reichlich Wasser schneller wachsen konnte, was auf ein feuchteres Jahr hindeutet. Wissenschaftler müssen einen Baum nicht fällen, um die Ringe zu sehen. Sie können einfach einen Hohlbohrer in den Stamm einführen und eine zylindrische Probe mit den Ringen herausziehen.