Schnellstudie zu Extremwetter So hoch ist der Anteil des Klimawandels an der Flutkatastrophe

Das Hochwasser an der Ahr war mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Klimawandel-Ereignis. Das bestätigen Forscher in einer ersten Schnellstudie. Sie räumen ein, dass der Trend eindeutig, aber die Unsicherheiten groß sind.
Altenahr in Rheinland-Pfalz kurz nach der Flutkatastrophe Mitte Juli

Altenahr in Rheinland-Pfalz kurz nach der Flutkatastrophe Mitte Juli

Foto: Boris Roessler / dpa

Erst die Dürre, dann die Fluten: Deutschland ist immer häufiger von Extremwetter betroffen. 2018, 2019 und 2020 litten viele Landesteile unter extremer Trockenheit und andauernder Hitze, die Bauern in die Verzweiflung trieb und ein Waldsterben auslöste. In diesem Jahr kamen nun fast 200 Menschen bei verheerenden Fluten ums Leben , Tausende bangten um ihre Existenz. In Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz fielen durchschnittlich 93 Liter Regen pro Quadratmeter und Tag, in einigen Teilen Belgiens sogar 106 Liter. Bereits ab 30 Litern gilt ein Regentag als Starkregen-Ereignis.

Nach solchen Katastrophen stellt sich immer dieselbe Frage: Wie viel Klimawandel steckt im Wetter? Ist der Mensch durch seine Lebensweise selbst daran schuld, dass Felder verdorren und Flüsse über die Ufer treten? Das zu beantworten, ist keine einfache Angelegenheit – denn Extremwetter gab es auch schon, bevor der Mensch begann, Kohle, Öl und Gas zu verbrennen.

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In einer am Dienstag veröffentlichten Studie haben 39 Klimaforscherinnen genau diese Frage mit Blick auf die Überschwemmungen im vergangenen Juli untersucht. Auf den ersten Blick ist ihre Antwort eindeutig: »In einer sich erwärmenden Welt gibt es eine klare Tendenz zu stärkeren Niederschlägen«, erklärte Frank Kreienkamp, der für den Deutschen Wetterdienst an der Studie mitwirkte. Die Wahrscheinlichkeit einer solchen Flutkatastrophe in den betroffenen Regionen habe sich um das 1,2- bis 9-Fache erhöht. Ohne den menschengemachten Klimawandel würde ein solches Ereignis in Mitteleuropa laut Kreienkamp nur rund alle 2000 Jahre stattfinden. Doch aufgrund der mittlerweile bereits erreichten globalen Erwärmung von rund einem Grad verringere sich die Frequenz nun sogar auf rund 400 Jahre.

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In der Studie wurden neben Westdeutschland auch Frankreich, Teile von Belgien, der Niederlande, Luxemburg und der Schweiz untersucht. In der gesamten Region seien solche Flutereignisse häufiger möglich. Je mehr die Erwärmung voranschreite, desto kleiner würde der Abstand zwischen den Flutkatastrophen, heißt es in der Studie der »World Weather Attribution Group« , an der unter anderem Forscherinnen und Forscher der University of Oxford, der ETH Zürich, der Columbia University, dem Forschungszentrum Jülich und dem Deutschen Wetterdienst beteiligt waren.

Es regne in den betroffenen Gebieten nicht unbedingt und überall mehr, vielmehr verteile sich die Menge des Niederschlags auf immer kleinere Zeiträume – so kommt es zu Starkregen. Die Wassermassen könnten schlechter abfließen und führten so zu Überflutungen. Durch die globale Erwärmung in der Region habe die Intensität dieser extremen Niederschläge laut Studie bereits heute zwischen drei und 19 Prozent zugenommen.

Für solche Attributionsstudien simulieren Wissenschaftler am Computer tausendfach, wie oft es genau diese Wetterlage in vorindustrieller Zeit und heute gegeben hätte. Gleichzeitig fließen noch Messdaten, beispielsweise von Regenereignissen, in die Berechnungen mit ein. Daraus lesen die Forscher dann einen Trend ab, mit welcher Wahrscheinlichkeit Fluten oder Dürren ohne eine globale Erwärmung nicht eingetreten – oder milder verlaufen wären.

Problemfaktor der Klimaforschung: Niederschläge simulieren

»Die Richtung ist eindeutig, es gibt überall ein Plus«, kommentiert Enno Nielson von der Bundesanstalt für Gewässerkunde die Schnellstudie. Die Regenfälle im Juli hätten alle historischen Rekorde gebrochen. Die Studie – auch wenn die Bandbreite groß ist – bestätige den Trend zu mehr extremen Niederschlägen.

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Die Schäden der Flut

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Allerdings sind diese Zahlen im Vergleich zu ähnlichen Studien über Hitzeereignisse oder Dürren ziemlich ungenau. Dass die Forscher den Einfluss des Klimawandels auf die Flut im Juli nicht genauer beziffern konnten, hat aber seine Gründe. Laut Nielson gebe es viele Niederschlagsdaten erst seit den Vierzigerjahren, in manchen Regionen erst seit den Sechzigerjahren. Vorher seien nur vereinzelte Pegelstandsmeldungen dokumentiert worden. Temperaturmessungen gibt es dagegen schon weitaus länger.

Für eine gesicherte Aussage, ob und wie stark der Klimawandel hierbei eine Rolle spielte, sind diese Messreihen zum Niederschlag eindeutig zu kurz. Denn schon bei dem Vergleich zwischen dem heutigen Stand von rund einem Grad globaler Erwärmung und der vorindustriellen Zeit Mitte des 19. Jahrhunderts bräuchte es mehr Daten – erst recht aber, wenn man Klimatrends für Jahrhunderte erkennen will.

Bei Hitzeereignissen wie auch bei Flutkatastrophen verwendet die »World Weather Attribution Group« einen etablierten Ansatz, der beobachtete Trends mit Klimamodellen kombiniert. Bisher hat das internationale Forscherteam bereits rund 400 solcher Studien angefertigt, darunter über die Hitzewellen in Sibirien und die Buschbrände in Australien oder die Hitzewelle in den USA in diesem Sommer. Diese Aussagen waren weitaus eindeutiger als die jetzt veröffentlichten Zahlen.

»Hitze und Dürren sind immer großräumiger und werden von den Klimamodellen viel besser reproduziert«, erklärt DWD-Klimaexperte Kreienkamp gegenüber dem SPIEGEL. Die Berechnung sei viel einfacher und somit die Aussagen eindeutiger.

Regenfälle zu simulieren, ist hingegen schwieriger. Denn diese Wetterereignisse sind viel kleinteiliger. Während sich eine Hitzewelle über mehrere Hundert Kilometer erstrecken kann und teils über Wochen relativ stabil bleibt, findet Starkregen nur in einem sehr begrenzten Raum statt und zieht danach weiter.

Deshalb haben die Studienautoren etwas größer gedacht und neben den im Juli stark betroffenen Gebieten noch einen viel größeren Einzugskreis bis zu den Alpen und den Nachbarländern mit einbezogen – und gleichzeitig in verschiedene Klimamodelle eingespeist. So hatten sie am Ende deutlich mehr Daten und »robustere Ergebnisse« – aber auch größere Bandbreiten, also hohe Ungenauigkeiten.

Außerdem brauchen die Forscher normalerweise bis zu einem Jahr, um wirklich verlässliche Ergebnisse zu liefern. Die heute vorgelegten Zahlen liefern deshalb nur einen ersten Eindruck.

Sieben Prozent mehr Wasserdampf pro Grad Erwärmung

Grundsätzlich bestätigt diese Studie aber: Je mehr sich die Erde aufheizt, desto mehr Niederschläge gibt es auch – wobei diese sich nicht überall gleichmäßig erhöhen. Laut Klimaforschern könne der Wassergehalt in der Atmosphäre pro Grad um sechs bis sieben Prozent zunehmen, weshalb dann auch mehr Regen möglich sei. Es handelt sich um ein altes physikalisches Gesetz, die sogenannte Clausius-Clapeyron-Gleichung . Die Idee dahinter: Je heißer die Luft über der Erdoberfläche, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen.

Laut den Messdaten des DWD hat Starkregen in Deutschland in den vergangenen 70 Jahren zwar nur geringfügig zugenommen, im Sommer nehme die Zahl der Regentage tendenziell sogar ab. Gleichzeitig verteile sich der verbleibende Niederschlag aber auf immer weniger Tage – was wiederum Starkregen bedeutet, wenn mehr Liter pro Zeiteinheit und Quadratmeter fallen.

Der Trend ist also eindeutig – auch wenn es große Unsicherheiten gibt, wo, wie oft und wann sich solche Flutkatastrophen künftig ereignen. Doch gerade, weil die Prognosen so schwierig sind, zugleich aber klar ist, dass mit steigenden Temperaturen auch Extreme zunehmen, müsste schnell gehandelt werden.

»Grundsätzlich bestätigt unsere Studie die Aussagen des aktuellen Weltklimareports«, erklärt Studienautor Kreienkamp. Im vor zwei Wochen veröffentlichten sechsten Weltklimabericht gab es erstmals ein eigenes Kapitel über Wetterextreme. Grundlage dafür waren wiederum die zahlreichen Attributionsstudien, die in den vergangenen Jahren veröffentlicht wurden. Die Aussichten sind demnach beunruhigend: In Südeuropa könnten künftig Dürren zunehmen, im Norden eher Starkregen – überall ist jedoch mit einer Zunahme von Hitzewellen zu rechnen.

Allerdings sprechen die Autoren der Studie bei Niederschlägen noch von einer wahrscheinlichen Tendenz – während es bei der Zunahme von extrem heißen Wetterereignissen eine »hohe Evidenz« gebe.

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