Werden Dürreereignisse im Rheineinzugsgebiet häufiger?

Hohe Temperaturen und ausbleibende Niederschläge tragen zu häufigeren Dürreperioden im Rheineinzugsgebiet bei.

Extreme Dürreereignisse sind in den letzten 50 Jahren unregelmäßig aufgetreten; eine Häufung gab es in den 1970er Jahren und im Besonderen nach 2010 (UFZ Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, 2023). Das jüngste Dürreereignis in West- und Mitteleuropa ereignete sich im Jahr 2018 (Toreti et al., 2019). Im gesamten Rheineinzugsgebiet führte die Kombination aus hohen Temperaturen und fehlenden Niederschlägen zu niedrigen Grundwasserständen und Flusspegeln (Aalbers et al., 2022). Infolgedessen war der Warentransport entlang des Flusses stark eingeschränkt ober sogar unterbrochen, was zu monetären Verlusten von etwa 2 Milliarden Euro führte (Internationale Kommission zum Schutz des Rheins, 2020).

Ähnliche klimatische Bedingungen wie beim Dürreereignis 2018 wurden auch im Jahr 2022 beobachtet. Hohe Temperaturen seit Jahresbeginn und ein deutlicher Rückgang der Niederschläge ab März waren die wichtigsten Indikatoren. An der Station Kaub erreichte der Wasserstand für den Monat August einen Tiefstand (Abb. 1). Die Dauer des Ereignisses war im Jahr 2022 deutlich kürzer als im Jahr 2018, da gegen Ende August große Niederschlagsmengen im Einzugsgebiet fielen. Ein Vergleich zum Jahr 2021 zeigt deutlich die Auswirkungen der fehlenden Niederschläge und der hohen Temperaturen im Frühjahr bzw. in den Sommermonaten auf die Abflusswerte (Abb. 2).

Im Rahmen des CEDIM-Projekts "Auswirkungen aktueller und künftiger Dürreereignisse auf die Abflüsse und den Transport im Rhein" wird die derzeitige und zukünftige Schiffbarkeit des Rheins untersucht. Hierzu wird das regionale Klimamodellensembles LAERTES-EU (Ehmele et al. 2022) genutzt, um bisher nicht beobachtete Dürren unter rezenten Klimabedingungen zu identifizieren. Hierzu wird zunächst das hydrologische WRF-Hydro Modell kalibriert und anhand der jüngsten Dürreereignisse entlang des Rheins getestet. In einem zweiten Schritt wird der LAERTES-EU-Datensatz, der über 12.000 Jahre Modelldaten für das heutige Klima enthält, nach extremen Dürreereignissen durchsucht. Des Weiteren kommt ein Pseudo-Gobal-Warming Ansatz zur Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels auf den Abfluss zum Einsatz. Mit diesem Ansatz werden beobachtete Extremereignisse unter wärmeren Klima- (+2K und +4K) und Bodenfeuchtebedingungen mit dem gekoppelten WRF/WRF-Hydro analysiert.

Abbildung 2. Monatliche relative kumulierte Niederschlags- und Temperaturanomalien in Europa (Mai, Juni, Juli) für 2018 (links), 2021 (Mitte) und 2022 (rechts) im Vergleich zum Zeitraum 1990–2019. (Daten/Bildquelle: Climate Reanalyzer, Climate Change Institute, University of Maine, USA).

Referenzen:

Aalbers, E., Van Meijgaard, E., Lenderink, G., de Vries, H., & van den Hurk, B. J. (2022). The 2018 west-central European drought projected in a warmer climate: how much drier can it get? EGUsphere[preprint]. doi:https://doi.org/10.5194/egusphere-2022-954.

Ehmele, F., Kautz, L.-A., Feldmann, H., He, Y., Kadlec, M., Kelemen, F. D., Lentink, H. S., Ludwig, P., Manful, D., and Pinto, J. G. (2022). Adaptation and application of the large LAERTES-EU regional climate model ensemble for modeling hydrological extremes: a pilot study for the Rhine basin, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 22, 677–692, https://doi.org/10.5194/nhess-22-677-2022.

Internationale Komission zum Schutz des Rheins (IKSR). (2020). Bericht zum Niedrigwasserereignis Juli-November 2018. Koblenz: IKSR-CIPR-ICBR. Retrieved from https://www.iksr.org/fileadmin/user_upload/DKDM/Dokumente/Fachberichte/DE/rp_De_0263.pdf.

Toreti, A., Belward, A., Perez-Dominguez, I., Naumann, G., Luterbacher, J., Cronie, O., . . . Zampieri, M. (2019). The exceptional 2018 European water seesaw calls for action on adaptation. Earth’s Future, 7, 652-663. doi:https://doi.org/10.1029/2019EF001170.

UFZ Helmholtz Zentrum für Umweltforschung. (2023, 02 17). Dürrenmonitor Deutschland. Retrieved from UFZ Helmholtz Zentrum für Umweltforschung: https://www.ufz.de/index.php?de=37937.

Zugehöriges Institut am KIT: Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK-TRO)
Autor: Andrea Campoverde Márquez (März 2023)

Abb. 1: Mittlerer täglicher Wasserstand [cm] in Kaub (Rhein) für die Dürrejahre 2018 (rot) und 2022 (blau) und ein nasses Jahr 2021 (grün; NNW=niedrigster bekannter, MNW=mittlerer niedrigster (2006–2015), MW=mittlerer Wasserstand; 2006–2015).