Potenzielle Folgen von Dürre frühzeitig erkennen

Die extremen Dürren der zurückliegenden Jahre in weiten Gebieten Europas haben gezeigt, dass saisonale Prognosen zu Trockenphasen erforderlich sind. Denn nur dann können rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden, um die negativen Folgen für Ökosysteme, Binnenschifffahrt, Landwirtschaft und Stromerzeugung zu verringern. Dr. Veit Blauhut von der Professur für Umwelthydrosysteme der Universität Freiburg hat zusammen mit einem Team der niederländischen Universitäten Wageningen und Utrecht deshalb die Grundlagen für ein neues Prognosesystem entwickelt. Mit diesem können Aussagen zum Auftreten von Dürreauswirkungen frühzeitig getroffen werden. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden in der Fachzeitschrift Nature Communications vorgestellt.

In ihrer Untersuchung ist es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern gelungen, das Auftreten von Auswirkungen durch Dürre, unter anderem auf die Bereiche Binnenschifffahrt, öffentliche Wasserversorgung, Wasserqualität und Ökosysteme, zwei bis vier Monate im Voraus vorherzusagen. Dafür verwendete das Team zunächst die Datenbank European Drought Impact Inventory (EDII), welche federführend in Freiburg entwickelt wurde. In der Datenbank werden Berichte darüber gesammelt, wie vergangene Dürrephasen auf verschiedene Regionen und Sektoren wirkten. Anschließend nutzten die Forschenden Techniken des maschinellen Lernens, um die für jeden Monat verzeichneten Auswirkungen mit derzeitig überwachten Dürreindizes wie dem Standardisierten Niederschlagsindex (SPI) zu verknüpfen. Auf diese Weise konnten sie für jede europäische Region, über die ausreichende Daten im EDII hinterlegt sind, einen Zusammenhang zwischen den Auswirkungen auf einen bestimmten Bereich und den Dürreindizes herstellen.

In einem zweiten Schritt analysierten die Wissenschaftler die saisonalen Prognosen der Abflüsse und Niederschläge, die im Archiv des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) für jeden Monat der Jahre 1990 bis 2017 verfügbar sind. Diese Prognosen können in der Regel sieben Monate im Voraus getroffen werden. Anschließend verglichen die Forschenden die analysierten Zusammenhänge mit den historischen saisonalen Prognosen und erkannten, dass sie mit ihrer Methode zuverlässige Aussagen treffen können, wie sich die zu erwartenden Niederschläge und Abflüsse in den darauffolgenden mindestens zwei bis vier Monaten auf verschiedene Bereiche auswirken werden.

Um langfristig die Folgen von Dürre zu mindern, ist eine verbesserte Aufarbeitung vergangener Ereignisse, insbesondere der Ursachen von Schäden, essentiell. Die Forschenden fordern daher, die Entwicklung einer Dürre-Direktive auf die politische Agenda zu setzen, welche zur Untersuchung des Dürrerisikos sowie dem Dürremanagement verpflichtet: „In diesem Rahmen könnten dann auch umfassend die Daten über Dürreauswirkungen zusammengetragen werden, die für Auswirkungs-Frühwarnsysteme nötig sind", erklärt der Freiburger Hydrologe Blauhut. „Dafür muss die Dürre auf der Forschungsagenda der einzelnen Länder und der Europäischen Union eine höhere Priorität erhalten.“

Das Team hat seine Studie im Rahmen des von der Europäischen Union geförderten Horizon-2020-Projekts ANYWHERE sowie des vom Forschungsnetzwerk Wasser des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg geförderten Dürreforschungsprojekts DRIeR durchgeführt. Ziel dieser Projekte ist, das Notfallmanagement und die Reaktion auf extreme Wetter- und Klimaereignisse zu verbessern.

Originalpublikation:
Sutanto, S.J., Van der Weert, M., Wanders, N., Blauhut, V. und Van Lanen, H.A.J. (2019): Moving from drought hazard to impact forecasts. In: Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-019-12840-z

Weitere Informationen zum Dürreforschungsprojekt DRleR