Wettergefahren-Frühwarnung | Dürre - Südwesten der USA/Kalifornien - 2014/2015
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Mittwoch, 4. März 2015, 22:50 MEZ
Update: Mo., 28. Sep. 2015, 17:00 MESZ


Dürre

Südwest-USA/Kalifornien

2014/2015


Dürre in Kalifornien
24.02.2015
Quelle: droughtmonitor.unl.edu


Kaum Niederschlag, rekordhohe Temperaturen und Schneemangel in den Bergen: Der Südwesten der USA erlebt eine beispiellose Trockenheit, deren Ende bis auf Weiteres nicht absehbar ist. Nachdem sich die heftigste Dürresituation der vergangenen 1200 Jahre im Dezember 2014 kurzzeitig etwas entspannt hatte, verschärfte sich die Lage in den ersten beiden Monaten des Jahres 2015 erneut. Leere Wasserreservoire und verheerende Waldbrände stell(t)en Kalifornien vor große Herausforderungen und führten zu Schäden in Milliardenhöhe.



Niederschlag in Kalifornien | Quellen: wrcc.dri.edu, ncdc.noaa.gov
Prozent des 3-Jahres-Niederschlags (bis 1.3.2015) zum Normalwert Prozent des 2-Monats-Niederschlags (bis 1.3.2015) zum Normalwert Ranking des Januarniederschlags 2015 12-Monats-Niederschlag bis Februar von 1896-2015


12-Monats-Niederschlag bis 28.02.2015 an ausgewählten Orten in Kalifornien | Quellen: NOAA CPC
Los Angeles Bishop Blue Canyon


Entwicklung bis 2014

Seit der Jahrtausendwende haben Kalifornien drei Dürreperioden heimgesucht, sodass der US-Bundesstaat seit 2001 fast ununterbrochen mit Trockenheit zu schaffen hat. Seit dem Jahr 2000 existieren in Kalifornien nur drei 12-Monatszeiträume bis jeweils Februar (2003/04, 2005/06 und 2010/11), in denen mehr Niederschlag fiel, als im langjährigen Mittel von 1981 bis 2010 zu erwarten ist. Im Dezember 2014 erschien an der University of Minnesota eine Studie zur derzeitigen Dürre in Kalifornien ("How unusual is the 2012-2014 California drought?"). Demnach ist die Dürre die extremste der letzten 1200 Jahre. Schon im Jahr 2013 fiel in Kalifornien nur 1/3 des Niederschlags verglichen mit dem langjährigen Mittel 1981 - 2010. Es war damit das trockenste Jahr seit Beginn der Messreihe im Jahr 1895. Das Jahr 2014 war zwar insgesamt deutlich feuchter, am Ende stand dennoch ein Niederschlagsdefizit von 13 % zu Buche. Das akkumulierte Feuchtedefizit war Ende 2014 das gravierendste aller trockenen Jahre.
Im Dezember 2014 wurde aus NASA-Satellitendaten ein Defizit von 11 Billionen Gallonen (42 Kubik-Kilometer) Wasser in Kalifornien analysiert, um das Niederschlagsdefizit der aktuellen Dürre zu kompensieren. Das entspricht etwa der Wassermenge des Bodensees (48 Kubik-Kilometer).
Negative Niederschlagsanomalien über Zeiträume von drei Jahren sind nicht ungewöhnlich und die Abweichung der Jahre 2012 bis 2014 liegt noch innerhalb der natürlichen Schwankungen. Allerdings haben D. Griffin und K. Anchukaitis anhand von Modellsimulationen herausgefunden, dass die rekordhohen Temperaturen im Jahr 2014 die Dürre um rund 36 % verschärft haben.
Nach dem 4.-wärmsten Jahr 2012 seit Beginn der Aufzeichnungen und dem 6.-wärmsten Jahr 2013 folgte 2014 das wärmste Jahr (+1,7 K gegenüber der Referenzperiode 1981 - 2010) überhaupt in Kalifornien. 2014 übertraf den bisherigen Spitzenreiter aus dem Jahr 1934 gleich um 0,88 K. Schon seit Januar 2014 gilt in Kalifornien der Dürre-Notstand. Bürger sind dazu aufgerufen den Wasserverbrauch um mindestens 20 % zu reduzieren.

Temperaturen in Kalifornien | Quellen: wrcc.dri.edu, ncdc.noaa.gov
Abweichung der 1-Jahres-Temperatur bis 1.3.2015 vom Durchnittswert Ranking der Januartemperatur 2015 Abweichung der 1-Monats-Temperatur bis 1.3.2015 vom Durchnittswert Februartemperaturen 1895 - 2015 12-Monats-Temperatur bis Dez. von 1895 - 2014

Kurze Linderung im Dezember 2014

Durchschnittlich rund die Hälfte des Jahresniederschlags in Kalifornien fällt im 3-Monats-Zeitraum von Dezember bis Februar und etwa 90 % in den sieben Monaten von Oktober bis April. In dieser Zeit sorgen üblicherweise Winterstürme, die vom Pazifik auf die Westküste der USA treffen für Regen und Schnee. Besonders niederschlagsreich sind sogenannte Atmospheric Rivers (AR), die an der Westküste der USA auch als Pineapple Express (Ananasexpress) bekannt sind. ARs sind rund 400 Kilometer breite und bis zu tausenden Kilometer lange Streifen mit Feuchtigkeit gesättigter Luft aus tropischen Regionen. Neun solcher ARs treffen jährlich auf die kalifornische Küste und bringen in nur 10 Tagen 30 - 50 % des Jahresniederschlags (Quelle: tenaya.ucsd.edu / Spektrum).
Die extreme Dürre in Kalifornien wurde im Dezember 2014 durch solche ARs vorübergehend etwas gelindert. Sichtbar ist dies auf Satellitenbildern an grünerem Land im Februar 2015 verglichen mit Februar 2014.

Satellitenbilder Westküste der USA | Quellen: NOAA NNVL
22.2.2014 24.2.2015

Trocken-heißer Start 2015

Der bevölkerungsreichste US-Bundesstaat (knapp 39 Mio. Einwohner) steckt jedoch weiterhin in einer extremen Dürre, die sich im Januar und Februar 2015 erneut verschärft hat. Seither ist bei außergewöhnlich hohen Temperaturen kaum Niederschlag gefallen. Der Januar 2015 war in Kalifornien der 4.-wärmste und 4.-trockenste seit Beginn der Aufzeichnungen vor 121 Jahren. Auch im Februar 2015 war vielerorts ein Niederschlagsdefizit zu beobachten. Zugleich war der Februar 2015 der wärmste (+4,0 K Abweichung zum langjährigen Februarmittel der Jahre 1981 - 2010) seit Messbeginn. Von Ende Dezember 2014 bis Ende Februar 2015 hat die Fläche mit der höchsten Dürreintensität in Kalifornien um 7 % zugenommen. In Bishop fielen im 12-Monats-Zeitraum bis 28. Februar 2015 nur 29,4 % des Normalwerts, in Blue Canyon (1610 m ü. NN) steht ein Niederschlagsdefizit von 531,4 mm zu Buche - zum Vergleich: am Flughafen Berlin-Schönefeld fallen im langjährigen Mittel 525 mm pro Jahr (Quelle: Deutscher Wetterdienst). In der Sierra Nevada liegt die geringste Schneedecke seit Aufzeichnungsbeginn, weil selbst die geringen gefallenen Niederschläge bis in höhere Lagen als Regen gefallen sind. Verglichen mit dem Vorjahr zur gleichen Zeit ist sowohl die flächenmäßige Ausdehnung als auch die Höhe der Schneedecke nochmals geschrumpft.

Prozentualer Anteil des Wasseräquivalents der Schneedecke bzgl. 1. April und Füllstand der Wasserreservoire Kaliforniens
Quellen: cdec.water.ca.gov
Stand 3.3.2015 Stand 1.3.2015

Niederschlagsdefizit, Wärme und Schneemangel

Von 1. Oktober 2014 bis 2. März 2015 fielen im Nordteil der Sierra Nevada rund 87 % des normal üblichen Durchschnittsniederschlags, im Südteil waren es sogar nur 48 %. Damit ist verglichen mit dem gleichen Zeitraum des Vorjahres (47 % bzw. 44 %) zwar mehr Niederschlag gefallen, aufgrund der stark positiven Temperaturanomalien regnete es oft aber bis in hohe Gebirgslagen. Das Wasseräquivalent der Schneedecke betrug im Nordteil der Sierra Nevada mit Stand zum 2. März 2015 nur 15 % des Durchschnittswerts zu diesem Zeitpunkt. Verglichen mit dem Vorjahr ging der Wert nochmals um 4 % zurück. Noch stärker war der Rückgang in den zentralen und südlichen Teilen der Sierra Nevada: Mit nur 20 bzw. 21 % des Durchschnittswerts ging die Wassermenge, die nach Schmelzen der liegenden Schneedecke zur Verfügung steht, verglichen mit dem Vorjahr um weitere 17 bzw. 15 %-Punkte zurück. Für den 3. März 2015 betrug das Wasseräquivalent der Schneedecke nur 19 % des Normalwerts.
Da die Schneedeckentemperaturen höher als 2014 liegen, dürfte die Schneeschmelze früher einsetzen und noch zeitiger eine sehr geringe Abflussrate wichtiger Flüsse, wie etwa des Sacramento Rivers (entspringt in der Kaskadenkette) oder des San Joaquin Rivers (entspringt in der Sierra Nevada), zur Folge haben. Im Central Valley (Kalifornisches Längstal), das für die Landwirtschaft auf das Wasser der Flüsse angewiesen ist, werden auf weniger als 1 % der Ackerfläche der USA rund 8 % des landwirtschaftlichen Ertrags der USA erwirtschaftet.
Im Westen der USA sind derzeit 52,3 Mio. Menschen von Dürre betroffen, davon 37,0 Mio. in Kalifornien (Quelle: droughtmonitor.unl.edu). Mindestens die erste Dürrestufe D0 (abnormal trocken) herrschte in fast 100 % der kalifornischen Fläche, rund 2/3 der kalifornischen Fläche ist von mindestens der zweithöchsten Dürrestufe D3 (extreme Dürre) heimgesucht und fast 40 % hat mit der höchsten Dürrestufe D4 (außergewöhnliche Dürre) zu kämpfen.
Dürre-Einteilung, -Beschreibung und -Indices
© droughtmonitor.unl.edu

Exkurs: Palmer Drought Severity Index

Der Palmer Drought Severity Index (PDSI) erreichte im Februar 2014 und 2015 verglichen mit den Februaren seit 1895 den tiefsten bzw. zweittiefsten Wert. Der in den 60er-Jahren entwickelte PDSI wird vor allem in den USA als Indikator für die mehrmonatige Niederschlags- oder Dürrebedingungen an einem bestimmten Ort verwendet. Zur Berechnung werden Informationen über Temperatur, Niederschlag, Bodenart und Ablussregime verwendet. Für den Wert 0 herrschen normale Bedingungen, fällt der Index ins Negative liegt Trockenheit oder Dürre vor, bei positiven Werten folgt die Bezeichnung Nässe. Für PDSI kleiner -1,0 spricht man von abnormaler Trockenheit, unter -2,0 von moderater, unter -3,0 von schwerer und bei Werten unter -4,0 von extremer Dürre und unter -5,0 von außergewöhnlicher Dürre. An dem Index wird bemängelt, dass sich die Berechnung nicht ohne Weiteres auf andere Regionen der Erde übertragbar sei und Schnee keine Berücksichtigung findet. In zahlreichen US-Behörden hat sich der PDSI allerdings als probates Mittel zur Bewertung von Niederschlags- und Dürresituationen bewährt. (siehe auch: Informationen zur Dürre im Sommer 2012)

Verheerende Waldbrände im Sommer?

Die Wasserreservoire Kaliforniens sind zum Stand 1. März 2015 häufig nur gering befüllt. Zwar hat die gespeicherte Wassermenge der kalifornischen Wasserreservoire im Vergleich zum Vorjahr um fast 25 % zugenommen, allerdings liegt die gespeicherte Wassermenge weiterhin erheblich unter den Durchschnittswerten und die schmelzbare Schneemenge ist dieses Jahr auf Rekord-Niedrigniveau. Deshalb ist - sofern auch im März und April nennenswerte Niederschläge ausbleiben - für den Sommer 2015 eine extreme Wasserknappheit zu befürchten, denn Kalifornien bezieht etwa ein Drittel seines Wasserbedarfs von Schmelzwasser aus den Gebirgen. Außerdem steigt dann die Gefahr vor verheerenden Waldbränden.

Dürreindices für West-USA und Kalifornien | Quellen: NWS Hanford / drought.gov, droughtmonitor.unl.edu, wrcc.dri.edu
15-Jahres-Verlauf der Dürre-Level in Kalifornien Ranking der Januartemperatur 2015
Dürreintensität West-USA, 24.2.2015 PDSI im Februar 2015 2-Jahres-SPI bis Feb. 2015

Update 28.09.2015:

Die Dürresituation hat sich in Kalifornien kaum entspannt. Weiterhin sind fast 100 % des US-Bundesstaats von den Dürrestufen D0 bis D4 betroffen, allerdings rund 12 % weniger von der höchsten Dürrestufe D4 (verglichen mit dem Vorjahr). Vielerorts fiel auch in den vergangenen Monaten erheblich zu wenig Niederschlag. Vor allem im Nordwesten Kaliforniens summierten sich die Regenmengen auf weniger als 50  des üblichen Werts. In Asos, Blue Canyon kommen in einem Jahr durchschnittlich 1665,9 mm zusammen, in den vergangenen 12 Monaten waren es dagegen nur 916,2 mm. Dies entspricht einem Defizit von 749,7 mm - mehr als in vielen Orten Deutschlands in einem Jahr fallen. Dazu war es fast überall zu warm. Die letzten 6 Monate insbesondere im Norden Kaliforniens mehr als +2 K gegenüber dem langjährigen Mittelwert. In den vergangenen 24 Monaten betrug der Temperaturüberschuss vielerorts 1-2 K, regional sogar mehr als 2,5 K. Wie aus einem Paper in der naturwissenschaftlichen Fachzeitschrift "Nature" hervorgeht, lag 2015 in den Sierra Nevada Mountains so wenig Schnee wie noch nie in den (mindestens) vergangenen 500 Jahren. Kalifornien erhält über 30 % des Wasserbedarfs aus der Schneedecke der Sierra Nevada. Die Wasserreservoire sind nur gering gefüllt, viele Flüsse führen niedrige Pegel. Im Exchequer Reservoir beispielsweise befanden sich zum 25. September nur 18 % des historischen Durchschnittswerts und nur 9 % der Kapazität.

Temperatur-/Niederschlagsanomalien, Dürrestufen und Wasserreservoire (Stand: Ende September 2015) | Quellen: wrcc.dri.edu, Droughtmonitor, NOAA CPC, cdec.water.ca.gov
6-Monate-Temperaturanomalie 6-Monate-Niederschlagsabweichung 2-Jahre-Temperaturanomalie
Dürrestufen D0 (gelb) bis D4 (dunkelrot) 12-Monatsniederschlag in Asos Füllstände der Wasserreservoire

Die bereits seit vier Jahren anhaltende Dürre hatte wie erwartet schwere Waldbrände zur Folge. Seit Jahresanfang gab es in Kalifornien fast 7200 Feuer, die über 3100 km² Fläche verbrannten. Tausende Häuser wurden von den Flammen zerstört. Allein die Waldbrände "Valley Fire" und "Butte Fire" vernichteten jeweils über 280 km² Land und töteten mindestens 5 Menschen. Das "Valley Fire" belegt auf der Liste der zerstörerischsten Brände Platz drei in Kaliforniens Geschichte mit über 1700 verbrannten Gebäuden und Häusern. Das durch Blitzschlag ausgelöste "Rough Fire" im Juli 2015 belegt mit über 570 km² verbrannter Landfläche. US-Präsident Obama erklärte die Region, wo das "Valley Fire" wütete zum Katastrophengebiet (major disaster). Die wirtschaftlichen Kosten für das Jahr 2015 wurden in einem Bericht der University of California auf 2,7 Mrd. USD geschätzt, 2014 sollen es 2,2 Mrd. USD gewesen sein.



SB, 4. März 2015
aktualisiert: SB, 28.09.2015