Ausbreitung von Trockenheit erforscht

Forschende des WSL-Instituts für Schnee- und Lawinenforschung SLF zeigen in einer neuen Studie, dass in jedem dritten Fall auf eine atmosphärische Trockenheit tiefe Pegelstände folgen. Noch seltener hat die Trockenheit negative Auswirkungen auf das Grundwasser.

Mit dem Klimawandel treten extreme Wetterereignisse wie längere trockene Perioden immer häufiger auf. Dies kann negative Auswirkungen auf das Wassermanagement haben, zum Beispiel in der Landwirtschaft. Wenn eine grosse Fläche unter Trockenheit leidet, wird es schwierig, Wasser für die Bewässerung von einem Gebiet zum anderen zu transportieren.

Deshalb ist es wichtig zu verstehen, wie sich Trockenheit grossflächig und gleichzeitig auf Flusspegel und Grundwasserspiegel auswirkt. Forschende des SLF haben nun in einer Studie untersucht, wie wahrscheinlich es ist, dass verschiedene Gebiete gleichzeitig von Trockenheit betroffen sind. Als Grundlage dienten Daten aus 70 Flusseinzugsgebieten in Mitteleuropa.

In ihrer Studie gingen die Forschenden der Frage nach, ob ein Niederschlagsdefizit zu einem Abflussdefizit in den Flüssen und schliesslich zu einem Grundwasserdefizit führt. Dabei stand die räumliche Ausdehnung im Mittelpunkt.

«Wir haben herausgefunden, dass 30 Prozent der Niederschlagsdefizite zu tiefen Pegelständen führen, was in 40 Prozent negative Auswirkungen auf das Grundwasser hat», sagt Manuela Brunner, Autorin der Studie.

«Ich bin davon ausgegangen, dass sich eine Trockenheit umso weiter ausbreitet, je länger sie andauert. Beim Grundwasser ist das aber nicht der Fall», sagt Manuela Brunner. Während die Autorinnen und Autoren zeigen, dass ein Abflussdefizit weiträumiger ist als das verursachende Niederschlagsdefizit, nimmt die räumliche Ausdehnung des Grundwasserdefizits im Vergleich zur Verbreitung des Abflussdefizits wiederum ab. Das hat die Forschenden überrascht.

Erklären lässt sich das anhand der unterschiedlichen Bodenstruktur: Poröses Material lässt das Wasser besser und schneller versickern als zum Beispiel lehmiger Boden. Deshalb kommt es je nach Gebiet zu Verzögerungen bei der Ausbreitung des Defizits.

Hinzu kommt, dass der Grundwasserleiter viel Wasser speichern kann. Trockenheit wirkt sich je nach Gebiet nicht oder nur sehr verzögert auf den Grundwasserspiegel aus. «Für die Bewässerung ist das eine gute Nachricht», sagt Manuela Brunner. Selbst wenn die Flüsse ausgetrocknet sind, können benachbarte Grundwasserspeicher noch teilweise gefüllt sein.

Die Forschungsarbeit zeigt auch, dass es aufgrund der Komplexität des Wasserkreislaufs schwierig ist, den Verlauf von Dürren vorherzusagen. «Die Vielzahl der Einflussfaktoren erschwert es, genau vorherzusagen, ob eine längere Trockenperiode zu ausgetrockneten Flüssen oder einem Grundwassermangel führt», sagt Manuela Brunner.  

Drought Spatial Extent and Dependence Increase During Drought Propagation From the Atmosphere to the Hydrosphere. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL107918. DOI: https://doi.org/10.1029/2023GL107918

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