Die extreme Trockenheit, die den amerikanischen Westen seit mehr als zwei Jahrzehnten heimgesucht hat, gilt nun als die trockenste 22-Jahres-Periode seit mindestens 1.200 Jahren, und Wissenschaftler haben herausgefunden, dass diese Megadürre durch die Erwärmung des Planeten durch die Menschheit noch verstärkt wird.
In ihrer Forschung untersuchten die Wissenschaftler große Dürren im Südwesten Nordamerikas bis ins Jahr 800 zurück und stellten fest, dass die Austrocknung der Region in diesem Jahrhundert die Schwere einer Megadürre im späten 16 . Die Autoren der Studie kamen auch zu dem Schluss, dass die Trockenheit dieses Jahr wahrscheinlich anhalten und nach der Vergangenheit jahrelang anhalten könnte.
Die Forscher fanden heraus, dass die aktuelle Dürre ohne die globale Erwärmung nicht annähernd so schlimm wäre. Sie schätzten, dass 42 % der Schwere der Dürre auf höhere Temperaturen zurückzuführen sind, die durch Treibhausgase verursacht werden, die sich in der Atmosphäre ansammeln.
„Die Ergebnisse sind wirklich besorgniserregend, denn sie zeigen, dass die Dürrebedingungen, mit denen wir jetzt konfrontiert sind, aufgrund des Klimawandels wesentlich schlechter sind“, sagte Park Williams, Klimawissenschaftler an der UCLA und Hauptautor der Studie. „Aber es gibt auch noch viel Spielraum für eine Verschlechterung der Dürrebedingungen.“
Williams und seine Kollegen verglichen die aktuelle Dürre mit sieben anderen Megadürren zwischen 800 und 1500, die zwischen 23 und 30 Jahren andauerten.
Sie verwendeten alte Aufzeichnungen dieser Dürren, die in den Jahresringen von Bäumen festgehalten wurden.
Aus Tausenden von Bäumen gewonnene Holzkerne ermöglichten es den Wissenschaftlern, die Bodenfeuchte vor Jahrhunderten zu rekonstruieren. Sie verwendeten Daten von Bäumen an etwa 1.600 Standorten in der gesamten Region, von Montana über Kalifornien bis nach Nordmexiko.
Die Studie, die am Montag in der Zeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht wurde, ergänzt eine wachsende Zahl von Forschungsergebnissen, die zeigen, dass der amerikanische Westen vor großen Herausforderungen steht, da die Verbrennung fossiler Brennstoffe die Temperaturen weiter in die Höhe treibt und den Austrocknungstrend verstärkt.
Williams war Teil eines Teams, das 2020 eine ähnliche Studie veröffentlichte. Damals stellten sie fest, dass die Dürre seit 2000 die zweitgrößte nach der Megadürre Ende des 16. Jahrhunderts war. Mit weit verbreiteter Hitze und Trockenheit in den letzten zwei Jahren hat die aktuelle Dürre diese extreme Marke überschritten.
Einige Wissenschaftler beschreiben den Trend im Westen als „Aridifizierung“ und sagen, dass sich die Region darauf vorbereiten muss, dass die Austrocknung fortgesetzt wird, wenn die Temperaturen weiter steigen.
Williams sagte, der Westen sei anfällig für extreme Schwankungen von Trockenperioden zu Regenperioden, wie ein Jo-Jo, das auf und ab geht, aber diese Schwankungen werden jetzt durch den Klimawandel „von einem ernsthaften Trocknungstrend überlagert“.
„Die Würfel wurden so stark zum Trocknen geladen“, sagte er.
Die Durchschnittstemperatur im Südwesten Nordamerikas seit dem Jahr 2000 war 1,6 Grad Fahrenheit wärmer als der Durchschnitt der letzten 50 Jahre, sagten die Forscher. Die wärmeren Temperaturen haben die Dürre verschlimmert, indem sie die Verdunstung erhöht, die Böden austrocknen und weniger Wasser in Bächen und Flüssen fließen lassen.
Höhere Temperaturen machen die Atmosphäre durstiger und trocknen Boden und Vegetation aus, ähnlich wie „unsere Zimmerpflanzen austrocknen, wenn wir die Heizung einschalten“, sagte Williams.
Die Wissenschaftler wiesen darauf hin, dass der Fluss des Colorado River in den Wasserjahren 2020 und 2021 auf den niedrigsten Zweijahresdurchschnitt seit mehr als einem Jahrhundert der Aufzeichnungen geschrumpft ist.
Der Fluss versorgt sieben Bundesstaaten mit Wasser, von Wyoming bis Kalifornien und Nordmexiko. Aber es wurde chronisch überbeansprucht, und die Dürre hat die Probleme noch verschlimmert. Im vergangenen Jahr sanken die beiden größten Stauseen, Lake Mead und Lake Powell, auf den niedrigsten Stand seit Beginn der Aufzeichnungen.
„Wir müssen verstehen, dass sich der Wasserhaushalt des Westens unter unseren Füßen schnell verändert“, sagte Williams. „Wir müssen auf eine viel trockenere Zukunft vorbereitet sein und dürfen uns nicht so sehr auf die Hoffnung verlassen, dass wir, wenn es wieder nass wird, einfach zum normalen Wassermanagement zurückkehren können.“
Die heißen, trockenen Jahre haben die Wasserversorgung und Landschaften in ganz Kalifornien und im Westen stark in Mitleidenschaft gezogen. Kaliforniens Stauseen sind in den letzten zwei Jahren gesunken. In Utah ist der Great Salt Lake auf ein Rekordtief gesunken. Extreme Hitze hat zu explosiven Waldbränden beigetragen. Und in der Mojave-Wüste haben Wissenschaftler den starken Rückgang der Vogelpopulationen auf heißere, trockenere Bedingungen zurückgeführt, die durch den Klimawandel verursacht wurden.
Auch ohne den Klimawandel wären die vergangenen zwei Jahrzehnte natürlich eine „Pechzeit“ für die Region gewesen, sagte Williams. Aber ohne den Einfluss des Klimawandels, sagte er, „würde diese Dürre nicht einmal annähernd an die schlimmste Megadürre heranreichen.“
Einige der langen Dürren waren die von 1213 bis 1237 und von 1271 bis 1300. In diesem Jahrhundert sollen die Ureinwohner, die in den Dörfern der Region Four Corners lebten und Landwirtschaft betrieben, ihre Häuser an den Klippen wegen der Dürre verlassen haben.
Die Wissenschaftler untersuchten Daten, die über Jahrzehnte von Hunderten anderer Forscher gesammelt wurden, die Holzkerne durch Bohren in langlebige Bäume wie Douglasien, Piñon-Kiefern, Ponderosa-Kiefern und Blaueichen extrahierten.
Sie fanden heraus, dass die aktuelle Dürre zwei Jahre – 2002 und 2021 – umfasste, die zu den trockensten der letzten 1.200 Jahre gehören. Und mit dem Anstieg der Trockenheit im vergangenen Jahr, sagte Williams, waren diese 22 Jahre im Durchschnitt bereits trockener als die meisten längeren Megadürren.
Die Dürre Ende des 15. Jahrhunderts endete abrupt nach 23 Jahren, als nasse Bedingungen über die Region fegten. Aber die aktuelle Dürre zeigt keine Anzeichen für ein Nachlassen.
Laut der Website des US Drought Monitor sind 96 % des Westens der USA jetzt ungewöhnlich trocken oder schlimmer, und 88 % der Region leiden unter Dürre.
Die Wissenschaftler prognostizierten, dass die Dürre höchstwahrscheinlich mindestens dieses Jahr andauern wird. Sie betrachteten ein hypothetisches Zukunftsszenario basierend auf der Bodenfeuchte in allen 40-Jahres-Perioden der letzten 1.200 Jahre und überlagerten dann die gleiche Menge an klimawandelbedingter Austrocknung, die in den letzten Jahren aufgetreten ist. Sie fanden heraus, dass die Dürre in 94 % ihrer Simulationen mindestens ein 23. Jahr andauerte. Und in 75 % der Simulationen dauerte die Dürre 30 Jahre.
“Wenn es in einem sehr erschöpften Zustand ist, dauert es lange, den Eimer wieder zu füllen”, sagte Williams. „Es würde außergewöhnliches Glück erfordern, diese Dürre in den nächsten Jahren zu beenden. In den letzten 1.200 Jahren an Daten, die uns zur Verfügung stehen, gab es nur wenige Beispiele für diese Art von Glück.“
Williams hat die Studie zusammen mit den Forschern Benjamin Cook und Jason Smerdon vom Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University verfasst. Sie verwendeten 29 Klimamodelle, um den Einfluss höherer Temperaturen abzuschätzen, die durch den Klimawandel ausgelöst werden.
Als sie analysierten, wie sich die Dürre ohne den Klimawandel entwickelt hätte, stellten sie fest, dass die Region in den Regenjahren 2005 und 2006 aus der Dürre hervorgegangen wäre und dann 2007 wieder eine Dürre eingetreten wäre, sagte Williams.
Die Wissenschaftler verwendeten einen 10-Jahres-Durchschnitt zur Bewertung langfristiger Trends, sodass ein einziges nasses Jahr wie 2019 nicht ausreichte, um die Serie der meist ausgedörrten Jahre zu beenden.
Die Recherche konzentrierte sich auf die gesamte Region, wobei es je nach Gebiet Unterschiede gab. Während die Trockenheit in Gebieten von Arizona bis zu den Rocky Mountains am extremsten war, zeigte die Studie, dass ein Großteil Kaliforniens eine der trockensten 22-Jahres-Perioden erlebte, wenn auch nicht die absolut trockenste.
Williams sagte, die Forschung sollte als Warnung dienen, dass die Trocknung in den kommenden Jahren und Jahrzehnten noch viel schlimmer werden könnte.
„Die großen Megadürren im letzten Jahrtausend ereigneten sich ohne den Klimawandel“, sagte Williams. Wenn solche Megadürren zurückkehren, werden sie „in einer Welt auftreten, in der die Atmosphäre aufgrund des vom Menschen verursachten Klimawandels auch künstlich wärmer ist, was absolut katastrophal wäre“.
Isla Simpson, eine Klimawissenschaftlerin am National Center for Atmospheric Research, die nicht an der Studie beteiligt war, sagte, sie denke, dass die Methoden solide seien und die Ergebnisse einen wichtigen Beitrag zur bisherigen Wissenschaft leisteten.
„Es ist wirklich nützlich, dieses Update zu haben, wenn man bedenkt, wie schwer die letzten zwei Jahre waren“, sagte Simpson.
Sie sagte, die aktuelle Dürre sei teilweise auf geringe Niederschläge zurückzuführen, aber es sei wirklich die Wirkung höherer Temperaturen, die die Trocknung verschlechtert habe und ein „sehr klares Signal des Klimawandels“ sei.
„Wir sind in Bezug auf die Temperatur aus dem Klima des 20. Jahrhunderts herausgekommen, was sich auf die Verdunstung und die Bodenfeuchtigkeit auswirken wird“, sagte Simpson. Es wird immer noch die natürlichen Schwankungen von trocken zu nass geben, fügte sie hinzu, „aber wir erleben diese Variabilität jetzt innerhalb dieser langfristigen Austrocknung aufgrund des anthropogenen Klimawandels, der die Ereignisse verschärfen wird.“
Williams sagte, die Forschung weise auf echte Probleme bei der chronischen Übernutzung von Wasserquellen wie dem Colorado River hin, der im vergangenen Jahrhundert das Wachstum von Städten von Los Angeles bis Phoenix angeheizt habe. Er sagte, die weit verbreitete Erschöpfung des Grundwassers sei ein weiteres Symptom für die Überbeanspruchung der kritischen Wasserreserven der Region.
Viele Menschen im Westen haben vielleicht nicht das Gefühl, eine Megadürre zu durchleben, sagte er, weil „wir jetzt all diese Puffer in unserem System haben, wie Grundwasser und große Stauseen.“
„Aber wir nutzen diese Backstops im Moment so schnell, dass wir ein echtes Risiko eingehen, dass diese Backstops in 10 oder 20 Jahren nicht mehr für uns da sind“, sagte er, „wenn entweder dieses Ereignis noch nicht zu Ende ist oder wenn das Die nächste Megadürre hat bereits begonnen.“