Dürre in Hessen
Welsches Loch (Altrhein) im August 2018
Auf dieser Seite finden Sie wissenswerte und aktuelle Informationen über das Thema Dürre. Unter anderem werden die Fragen beantwortet:
Was versteht man unter einer Dürre?,
Haben wir aktuell in Hessen eine hydrologische Dürre? oder
Welche Auswirkungen können Dürren auf die einzelnen Umweltkomponenten (z. B. Grundwasser, Boden) haben?
Außerdem wird die Web-Anwendung des HLNUG "Wetterextreme in Hessen" vorgestellt sowie der Bodenfeuchteviewer und der Standardisierte Niederschlagsindex des Deutschen Wetterdiensts.
Stand: 28. September 2022
Nach vier Monaten mit unterdurchschnittlichen Niederschlägen regnete es im September überdurchschnittlich viel. Bis heute fielen hessenweit 109 mm Regen. Verglichen mit dem Wert der Referenzperiode 1961-1990 entspricht dies fast der doppelten Menge.
Die Wasserstände und Durchflüsse in den hessischen Gewässern sind gestiegen. Derzeit liegen bei 80 % der Pegel die Durchflüsse im mittleren Bereich, ca. 9 % weisen Werte über MQ auf. Nur 11 % führen noch Niedrigwasser. Die Wasserstände und Durchflüsse sind derzeit gleichbleibend mit niederschlagsbedingten Schwankungen.
Aktuell steigen die Grundwasserstände an mehr als der Hälfte (51 %) der Grundwassermessstellen. 41 % weisen fallende Tendenzen auf. 58 % der Grundwassermessstellen weisen normale Grundwasserstände auf, an 38 % sind sie niedrig. Die anderen haben derzeit keine Werte. An einer im Westen gelegenen Grundwassermessstelle sind die Wasserstände soweit angestiegen, dass sie derzeit überdurchschnittliche Werte aufweist.
Weitere hydrologischen Größen zur Beschreibung der Situation in Hessen finden Sie nachstehend.
Niederschlag
Im August 2022 fielen mit 16 mm 52 mm (76 %) weniger Regen als im Mittel 1991-2020 von 68 mm (54 mm (77 %) weniger als im Mittel 1961-1990 von 70 mm) [Datengrundlage: Deutscher Wetterdienst].
Mittlere Lufttemperatur
Im August 2022 war es viel zu warm. Die Lufttemperatur betrug 20,8 °C und war damit 3 Grad höher als der Mittelwert 1991-2020 von 17,8 °C (4,4 Grad höher als der Mittelwert 1961-1991 von 16,4 °C). [Datengrundlage: Deutscher Wetterdienst].
Durchfluss an den Fließgewässern
Die geringen Niederschläge führten zu fallenden Wasserständen und Durchflüssen. Die monatlichen mittleren Durchflussmengen lagen um 59 % unter den langjährigen Beobachtungswerten des Monats August.
Grundwassersituation
Ende August 2022 bewegten sich die Grundwasserstände in Hessen an 60 % der Messstellen auf einem sehr niedrigen Niveau. Rund 22 % der Messstellen wiesen unterdurchschnittliche Grundwasserstände auf. Durchschnittliche Grundwasserstände wurden an 13 % der Messstellen beobachtet. Überdurchschnittliche oder sehr hohe Grundwasserstände wurden nur an 1 % der Messstellen registriert. An 4 % der Messstellen lagen keine aktuellen Daten vor. Im Vergleich zum Vorjahr lagen die Grundwasserstände Ende August an 75 % der Messstellen auf einem niedrigeren Niveau als vor einem Jahr.
Detailiertere Informationen zur aktuellen Grundwassersituation in Hessen
Weitere und detailliertere Informationen über vergangene Monate in Hessen finden Sie in den Wasserwirtschaftlichen Monatsberichten
Unter Dürre versteht man einen Mangel an Wasser, welcher verursacht wird durch geringe Niederschläge und / oder durch erhöhte Temperaturen oder durch Wind. Entsprechend ihrer Auswirkungen gibt der Deutsche Wetterdienst (DWD) unterschiedliche Bezeichnungen heraus. Es gibt:
Meteorologische Dürre: Ein bis zwei Monate trockener als üblich.
Landwirtschaftliche Dürre: Zwei und mehr Monate zu trocken. Die Folge sind Ernteeinbußen infolge unzureichender Wasserversorgung der Pflanzen.
Hydrologische Dürre: Ab vier Monaten. Betroffen sind Pegel und Grundwasser. Die Wasserstände fallen unter einen Normalwert. Wasserreserven im Grundwasser, in Seen und Talsperren fallen unter statistische Kennwerte.
Darüber hinaus existieren je nach Anwendungsbereich weitere Definitionen, z. B. sozioökonomische Dürre oder forstwirtschaftliche Dürre.
Eine weitere Möglichkeit festzustellen, ob eine Dürre vorliegt, bietet der Standardisierte Niederschlagsindex (SPI)
Je nach Jahreszeit (Winter- oder Sommerhalbjahr) wirkt sich eine länger andauernde Trockenheit sehr unterschiedlich auf die verschiedenen Wirkbereiche (Vegetation, Böden, Oberflächengewässer, Grundwasser) aus. Auch die Reaktionszeit einer Trockenheit stellt sich für die verschiedenen Wirkbereiche sehr unterschiedlich dar. Ausführliche Informationen finden Sie nachstehend.
Je nach Jahreszeit (Winter- oder Sommerhalbjahr) wirkt sich eine länger andauernde Trockenheit sehr unterschiedlich auf die verschiedenen Wirkbereiche (Vegetation, Böden, Oberflächengewässer, Grundwasser) aus. Eine sommerliche Dürre wirkt sich vor allem auf die Vegetation (Landwirtschaft, Wälder etc.) und die Oberflächengewässer negativ aus, während eine sommerliche Trockenheit verhältnismäßig wenig Einfluss auf die Grundwasserneubildung hat. Denn diese findet in der Regel im Winterhalbjahr statt. Selbst wenn es im Sommerhalbjahr durchschnittlich viel regnet, fallen die Grundwasserstände üblicherweise bis in den Herbst hinein. Fallende Grundwasserstände im Sommerhalbjahr sind daher der Regelfall und nicht die Folge einer sommerlichen Dürre. Umgekehrt ist eine winterliche Trockenheit weniger problematisch für die in dieser Jahreszeit ruhende Vegetation. Für das Grundwasser ist dagegen eine winterliche Trockenheit sehr negativ.
Auch die Reaktionszeit einer Trockenheit stellt sich für die verschiedenen Wirkbereiche sehr unterschiedlich dar. Wenn eine Trockenheit einsetzt, machen sich die Auswirkungen in der Natur unterschiedlich schnell bemerkbar. Bei ausbleibendem Niederschlag nimmt zuerst die Bodenfeuchte in den oberen Bodenschichten relativ schnell ab, so dass die Landwirtschaft und die Pflanzen schnell Probleme bekommen und die Waldbrandgefahr ansteigt. Auch die Fließgewässer führen relativ schnell weniger Wasser. Deutlich länger braucht es bis die tieferen Bodenschichten austrocknen. Wenn das der Fall ist, bekommen erst die tiefer wurzelnden Bäume und Wälder Probleme. Im Grundwasser dauert es in der Regel am längsten, bis sich die Trockenheit bemerkbar macht, da es lange dauert bis der der Niederschlag (im Winterhalbjahr) bis zum Grundwasser gelangt. Dabei reagieren zunächst Quellen mit kleinen Einzugsgebieten und flache Grundwasserleiter in Mittelgebirgslagen. Ein mächtiger Porengrundwasserleiter, wie ihn das Hessische Ried darstellt, reagiert dagegen viel träger.
Die im HLNUG durchgeführten Betrachtungen beziehen hauptsächlich sich auf die Meteorologische Dürre und die Hydrologische Dürre. Bei den Betrachtungen zur Hydrologischen Dürre werden aktuelle Wasserstandsdaten von Gewässer- und Grundwassermessstellen und aktuelle Durchflüsse in den Fließgewässern ausgewertet und mit langjährigen statistischen Daten, wie beispielsweise den langjährigen mittleren Wasserständen (MW) und Durchfüssen (MQ), den langjährigen mittleren Niedrigwasserdurchflüssen (MNQ), in Beziehung gesetzt. Erläuterungen zu den statistischen Kennwerten finden sich hier und im Leitfaden zur Hydrometrie des Bundes und der Länder
Bodenfeuchte an einem Standort in Brandenburg, 30-tägiges gleitendes Mittel im Jahresverlauf und Dürrebereiche in Abhängigkeit von der Statistik über den Zeitraum 1951-2015.
30-tägige Mittelung der tagesaktuell veröffentlichten Werte
Das Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) bietet einen Dürremonitor für Deutschland an. Auf der Seite des UFZ-Dürremonitors können täglich flächendeckende Informationen zum Bodenfeuchtezustand in Deutschland, dargestellt als Bodenfeuchteindex SMI, abgerufen werden. Dieser SMI wird aus den mittleren Werten der letzten 30 Tage gebildet. Dadurch wird nicht der tagesaktuelle Dürrezustand, sondern der mittlere Zustand der letzten 30 Tage beschrieben. Kurzfristige extreme Phasen, seien es extrem feuchte oder extrem trockene Zustände, können durch die Mittelwertbildung nicht deutlich herausgestellt werden.
Definition von „Dürre“
Die vom UFZ genutzte Definition des Begriffs „Dürre“ stellt eine rein statistische und von der Jahreszeit abhängige Bewertung der Bodenfeuchte dar. Laut dieser handelt es sich um eine Dürre, wenn die am jeweiligen Kalendertag (= dem Mittel der vergangenen 30 Tage) gemessene Bodenfeuchte in weniger als 20 % der Fälle im Zeitraum von 1951 – 2015 an dem jeweiligen Standort vorgekommen ist. Der SMI stellt eine rein statistische und von der Jahreszeit abhängige Bewertung der Bodenfeuchte dar. Die für Pflanzen kritischen Bodenfeuchtezustände bleiben unberücksichtigt.
Was bedeutet das?
Am einfachsten lässt sich dies an einem Beispiel (siehe Abbildung oben - Bodenfeuchte an einem Standort in Brandenburg), das vom UFZ selbst gewählt wurde, beschreiben. Dabei fällt auf, dass im Februar/März bei 60 % der nFK (= nutzbare Feldkapazität), was eine ausreichende Wasserversorgung der Pflanzen darstellt, der Dürremonitor des UFZ eine extreme Dürre anzeigt, da diese 60 % der nFK an maximal 5 % der Tage im Zeitraum von 1951 – 2015 unterschritten wurden. Andererseits wird für den August bei einer Bodenfeuchte von lediglich 20 % der nFK, bei der die Pflanzen unter extremem Trockenstress leiden und kein Wasser mehr aus dem Boden erhalten, nicht einmal eine „ungewöhnliche Trockenheit“ angezeigt, da dies im langjährigen Mittel ein „Normalzustand“ an diesem Standort darstellt.
Aussagen zum „Gesamtboden“
Der Dürrezustand im UFZ-Dürremonitor wird für die zwei Bodentiefen 25 cm und 1,8 m dargestellt. Für viele Mittelgebirgsregionen in Hessen ist oftmals nur eine geringmächtige (wenige cm bis dm) Bodenbedeckung anzutreffen. Für diese Regionen mit geringmächtiger Bodenbedeckung würde daher eher die Darstellung des schnell reagierenden Oberbodens (bis 25 cm) zutreffen, die Darstellung und Bewertung des Dürrezustands des Gesamtbodens für 1,8 m Bodentiefe ergibt keine der Realität entsprechende Aussage.
Darstellung
Das UFZ geht auf seiner Homepage auf den methodischen Ansatz ein und versucht den Dürremonitor zu erklären, jedoch ist für Laien ein Verständnis nur bedingt möglich, so dass es zwangsläufig zu Fehlinterpretationen und somit zu falschen Schlussfolgerungen bzw. Aussagen kommt. Gut nachvollziehbare Auswertungen zur Bodenfeuchte sind auf den Seiten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zu finden.
Auswirkungen von Dürre auf die Umwelt
Welche negativen Auswirkungen von Dürren auf einzelne Umweltkomponenten, wie z. B. die Gewässerökologie, die Fließgewässer, den Boden oder das Grundwasser, können auftreten?
Maßnahmen um Folgen von Dürren abzumindern
Maßnahmen die jeder einzelne ergreifen kann, um die Folgen von Dürren abzumindern, sind vielfältig. Von Auffangbehältern bis zu optimierter Bewässerung - jeder kann etwas tun.
Auswirkungen des Klimawandels auf das Auftreten von Dürren
Welche Veränderung im Temperaturregime wurden in Hessen bereits beobachtet? Wie wirkt sich der Klimawandel auf das Grundwasser aus? Welche Veränderungen werden für die Zukunft projiziert? Diesen Fragen geht das HLNUG nach.
Interaktiven Webportal "Wetterextreme in Hessen"
Im interaktiven Webportal "Wetterextreme in Hessen" werden Wetterdaten der Vergangenheit ausgewertet und interaktiv dargestellt. Gleichzeitig wird angezeigt, ob die Zeitreihen einen Trend aufweisen.
Für Klimastationen in und um Hessen lassen sich hier aktuelle und langzeitliche Klimainformationen abrufen. Hessen ist damit das erste Bundesland, das Statistiken über Wetterextreme einfach zugänglich und visuell ansprechend aufbereitet bereitstellt.
Fragen wie z. B. "Gab es auch früher schon so extreme Trockenzeiten wie im letzten Sommer?", "Wann hatten wir den letzten richtig heißen Sommer?" oder "Wann lag am wenigsten Schnee auf der Wasserkuppe?", können damit beantwortet werden.
Der Deutsche Wetterdienst stellt mehrere deutschlandweite Produkte zur Verfügung:
- den interaktiven Bodenfeuchte-Viewer
- eine aktuelle Bodenfeuchteanalyse
- den Bodenfeuchtebericht
(wöchentliche Zusammenfassung der Bodenfeuchte)
Wichtige Begriffe im Zusammenhang mit der Bodenfeuchte
Eine Volumeneinheit Boden besteht zu etwa 50 % aus festen Bestandteilen (Mineralpartikel und organischer Substanz) die ein System von Hohlräumen (Poren) bilden. Diese Poren können mit Luft oder Wasser gefüllt sein.
Die Bodenfeuchte beschreibt, wieviel Prozent dieser Poren mit Wasser gefüllt sind – aber nicht die absolute Wassermenge. So sind bei einer Bodenfeuchte von 100 % alle Poren komplett mit Wasser gefüllt.
Für die Wasserspeicherung ist nicht allein die Bodenfeuchte entscheidend, sondern die Größe der Poren spielt eine wichtige Rolle. Große Partikel (wie z. B. Sand bei den sogenannten leichten Böden) bilden weite Poren durch die das Wasser schnell versickern kann, feine Bodenpartikel (wie z. B. Tonteilchen bei den sogenannten schweren Böden) bilden engere Poren, die das Wasser besser gegen das Versickern schützen. Allerdings können die Wurzeln in sehr enge Poren schlechter bis gar nicht eindringen und dadurch die Pflanze nur schlecht mit Wasser versorgen.
Als eine wichtige Größe für das Pflanzenwachstum gilt die nutzbare Feldkapazität (nFK), also der Anteil des Wassers, der auf der einen Seite gegen das schnelle Versickern im Boden gehalten werden kann, der aber auf der anderen Seite auch durch die Wurzeln aufnehmbar ist. Als optimale Bodenfeuchte für das Pflanzenwachstum kann eine nFK von 50-80 % angesehen werden.
Zur Beschreibung des Niederschlagsdefizits eignet sich der Standardisierte Niederschlagsindex SPI (Standardized Precipitation Index). Er ist nach Angaben des Deutschen Wetterdienstes (DWD) einer der gebräuchlichsten klimatologischen Niederschlagsindizes zur Identifikation von Niederschlagsüberschüssen und -defiziten.
Der SPI wird für verschiedene Zeitskalen (monatlich, viertel-, halb- und ganzjährig) berechnet, wobei gleitende Niederschlagsmittel gebildet und im Kontext zu langjährigen Werten aus mindestens 30-jährigen gemessenen Zeitreihen betrachtet werden.
Als Dürre wird die Andauer einer SPI-Periode bezeichnet, in welcher der Wert -1 erreicht (vergl. Tabelle 1) bzw. unterschritten.
Auf der Seite vom DWD wird der SPI für Deutschland flächendeckend in einer Karte dargestellt. Es können dabei unterschiedliche Monate und Zeiträume eingestellt werden.
Klassifizierung der Feuchtigkeitsverhältnisse anhand des SPI