Analyse der Extremwetterereignisse in Europa: Forschungsergebnisse des Verbundprojekts ClimXtreme
Nach einer sechsjährigen Forschungsphase präsentiert der vom Bundesministerium für Forschung, Technik und Raumfahrt (BMFTR) geförderte Verbund ClimXtreme seine Ergebnisse zur Dynamik und Zukunft extremer Wetterphänomene in Europa. Das Projekt, das unter der Koordination der Freien Universität Berlin stand, bündelte die Expertise von 17 deutschen Forschungseinrichtungen in 25 Teilprojekten. Ziel der Untersuchung war es, die physikalischen Prozesse hinter Hitze, Dürre, Starkregen, Hagel und Sturm besser zu verstehen und präzisere Prognosemodelle sowie Attributionsmethoden (Ursachenforschung) zu entwickeln.
Um die praktischen Auswirkungen der Forschungsergebnisse zu maximieren, stellt der Verbund eine öffentlich zugängliche Wissensplattform bereit. Diese dient als Entscheidungsgrundlage für Akteure aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft sowie für die Bereiche kritische Infrastrukturen, Transport, Landwirtschaft und Forstwirtschaft.
Hitzewellen und Dürreperioden
Die Ergebnisse belegen einen klaren Zusammenhang zwischen dem anthropogenen Klimawandel und der Zunahme von Hitze- und Dürreextremen in Europa. Durch neu entwickelte Attributionsmethoden konnte nachgewiesen werden, dass die massiven Hitzewellen der letzten Jahre ohne die globale Erwärmung nicht in dieser Form möglich gewesen wären. Experten prognostizieren, dass die derzeit beobachteten extremen Temperaturen in den kommenden Jahrzehnten zum neuen Standard im Sommer werden.
- Prognosen: Bereits in den 2030er Jahren besteht eine Wahrscheinlichkeit von 10 Prozent für Hitzewellen, deren Intensität bisher erst für das Ende des 21. Jahrhunderts erwartet wurde.
- Meteorologische Treiber: Neben der globalen Erwärmung beeinflussen großräumige Zirkulationsmuster, persistente Blockierungen der atlantischen Luftströmungen sowie sinkende Aerosolkonzentrationen die Intensität und Dauer von Hitzewellen.
- Dürre und Bodenfeuchtigkeit: Während für extreme Niederschlagsdefiziten im Frühjahr kein direkter kausaler Zusammenhang mit dem Klimawandel nachgewiesen wurde, verschiebt sich die typische niederschlagsarme Phase tendenziell in den April. Die Boden-Dürre wird zusätzlich durch eine temperaturinduzierte Erhöhung der Verdunstungsrate verstärkt, was insbesondere im Südwesten Europas das Waldbrandrisiko erhöht.
- Landwirtschaft: Zur Risikobewertung für Ernteerträge wurde ein KI-gestütztes Modellierungstool entwickelt.
Starkregen und Hagelrisiko
Die Intensität von Starkregenereignissen nimmt infolge des steigenden Feuchtigkeitsgehalts der Atmosphäre zu. Für Deutschland wurde eine Zunahme der Starkregenintensität um 6 bis 8,5 Prozent pro Grad globaler Erwärmung ermittelt.
- Beispiel Westdeutschland: Die Wahrscheinlichkeit extremer Niederschläge wurde durch den Klimawandel signifikant erhöht; bei den Überschwemmungen 2021 lag die Steigerung des maximalen Tagesniederschlags zwischen 3 und 19 Prozent.
- Hagel: Die Datenlage für Hagel ist aufgrund der geringen räumlichen Skalen komplex. Während in Süddeutschland ein Anstieg der Hagelaktivität beobachtet wurde, zeigen weite Teile des restlichen Landes rückläufige Trends. Klimamodelle deuten jedoch auf eine zukünftige Zunahme in südlichen Regionen hin.
Sturmdynamik
Hinsichtlich der Sturmrisiken in Deutschland lassen sich keine einheitlichen Trends feststellen. Zwar deuten Modelle auf eine sinkende Anzahl von Tiefdruckgebieten über Westeuropa hin, jedoch wird erwartet, dass einzelne, besonders intensive Zyklonen häufiger oder stärker auftreten könnten. Eine systematische Änderung der extremen Windgeschwindigkeiten ist nach aktuellen Auswertungen jedoch nicht belegbar.
Methodische Innovationen für die Klimaanpassung
Ein wesentlicher Erfolg von ClimXtreme liegt in der Entwicklung robuster statistischer Verfahren. Da Standard-Indizes oft unzureichend sind, um die räumliche und zeitliche Ausdehnung extremer Ereignisse zu erfassen, wurden neue Methoden implementiert:
- Optimierte IDF-Kurven: Verbesserte Intensitäts-Dauer-Häufigkeit-Kurven unterstützen die Wasserwirtschaft, den Katastrophenschutz und die Landwirtschaft bei der Planung von Anpassungsstrategien.
- Software-Verfügbarkeit: Die neu entwickelten statistischen Methoden werden als Software zur Verfügung gestellt.
- Wissenschaft-Praxis-Transfer: Der Verbund betont die Notwendigkeit eines kontinuierlichen Austauschs zwischen Forschung und Anwendern, um wissenschaftliche Erkenntnisse effizient in praktische Anpassungsmaßnahmen zu überführen.