Droughts in Germany could become more extreme

Researchers analyse data from the last millennium

[Translate to English:] Niedrigwasser der Elbe in Dresden. — Elbe river in Dresden (Photo: Alfred Wegener Institute / André Künzelmann / UFZ)

In the future, droughts could be even more severe than those that struck parts of Germany in 2018. An analysis of climate data from the last millennium shows that several factors have to coincide to produce a megadrought: not only rising temperatures, but also the amount of solar radiation, as well as certain meteorological and ocean-circulation conditions in the North Atlantic, like those expected to arise in the future. A group of researchers led by the Alfred Wegener Institute have just released their findings in the journal Communications Earth & Environment.

Trotz teilweise üppiger Niederschläge in diesem Winter haben sich vielerorts in Deutschland die Böden noch nicht von den drei letzten trockenen Jahren erholt, der Wald und andere Vegetation leiden. Es wurde spekuliert, das Jahr 2018 sei das trockenste in der modernen Geschichte gewesen. Ein Blick in die Klimadaten des letzten Jahrtausends belegt jedoch, dass dieses „Rekordjahr“ ebenso wie die sehr trocknen Jahre 2003 und 2015 innerhalb der Grenzen der natürlichen Variabilität lagen. Extreme Dürreperioden gab es zwischen den Jahren 1400 und 1480 sowie 1770-1840. Diese betrafen damals aber ganz andere Landschaften, mit einem wesentlich höheren Anteil an natürlichen Mischwäldern, Flussläufen und Feuchtgebieten.

[Translate to English:] Luftdruckmuster — Atmospheric pressure patterns (Graphic: Alfred-Wegener-Institut / Monica Ionita)

„Wir müssen uns darauf einstellen, dass es im Zuge des Klimawandels in Deutschland zukünftig zu Extremdürren kommen kann, die in der modernen Land- und Forstwirtschaft enorme Schäden anrichten“, sagt Dr. Monica Ionita-Scholz vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Sie hat mit ihrem Team historische Datensätze des letzten Jahrtausends analysiert, um Dürren zu rekonstruieren. „Wir haben in unserer Studie erstmals versucht, die treibenden Faktoren für Dürren in Mitteleuropa im letzten Jahrtausend zu identifizieren“, so die Klimawissenschaftlerin. Dabei nutze sie beispielsweise historische Aufzeichnungen von Temperatur und Niederschlag sowie Wasserständen von Flüssen und analysierte Strömungen im Nordatlantik und Luftdruckmuster – beides Faktoren, die unser Wetter mitbestimmen. Das Fazit der Studie: In Mitteleuropa gab es immer dann Megadürren, wenn mehrere Faktoren zusammentrafen. Die extremen Dürreperioden im letzten Jahrtausend waren geprägt von einer schwachen oder negativen Phase der atlantischen Multidekaden-Oszillation, geringer Sonneneinstrahlung und häufig auftretenden stabilen Luftdrucksystemen über dem Nordatlantik und der Nordsee.

„Prognosen für zukünftige Dürreszenarien konzentrieren sich derzeit auf die steigenden Temperaturen im Zuge der menschgemachten Klimaerwärmung, verbunden mit Trockenheit durch starke Verdunstung“, sagt Monica Ionita-Scholz. „Wir müssen jedoch unbedingt auch weitere natürliche und menschgemachte Faktoren mit in unsere Kalkulationen einbeziehen, wenn wir uns auf die Zukunft vorbereiten wollen.“ Die Wissenschaft geht davon aus, dass sich die nordatlantische Ozeanzirkulation abschwächen wird. Kommt dann eine Phase geringer Sonnenaktivität durch die natürliche Variabilität hinzu, könnte dies ausgeprägte, Dekaden andauernde Megadürren bewirken, wie sie im vergangenen Jahrtausend aufgetreten sind – eine enorme Herausforderung für Gesellschaft und Politik.

Original publication

M. Ionita, M. Dima, V. Nagavciuc, P. Scholz and G. Lohmann: Past megadroughts in central Europe were longer, more severe and less warm than modern droughts. Communications Earth & Environment (2021); DOI: 10.1038/s43247-021-00130-w