Auf der Welt wird es wärmer, was zu saisonalen Verschiebungen und einer Zunahme extremer Wetterbedingungen wie schweren Dürren und Hitzewellen führt, die sich auf Ernteerträge und Nahrungsmittelversorgung auswirken können. Eine aktuelle Studie unter der Leitung eines Forschers der Friedman School of Nutrition Science and Policy der Tufts University hat ergeben, dass die Wahrscheinlichkeit extremer Temperaturen, die sich auf die Ernteerträge auswirken könnten, in weizenproduzierenden Regionen der USA und Chinas deutlich zugenommen hat.
Die Ergebnisse sagen voraus, dass Hitzewellen, die 1981 etwa alle hundert Jahre auftraten, nun wahrscheinlich alle sechs Jahre im Mittleren Westen der USA und alle 16 Jahre im Nordosten Chinas auftreten. Die Arbeit zeigt die Bandbreite der Erkrankungen, auf die sich Menschen vorbereiten müssen, auch wenn sie noch nicht eingetreten sind.
„Die historischen Aufzeichnungen stellen nicht mehr gut dar, was wir für die Zukunft erwarten können“, sagte Erin Coughlan de Perez, außerordentliche Dignitas-Professorin an der Friedman School und Hauptautorin des Papiers, das am 2. Juni veröffentlicht wurde npj Klima- und Atmosphärenwissenschaft. „Wir leben in einem veränderten Klima und die Menschen unterschätzen die heutigen Möglichkeiten für Extremereignisse.“
Laut dem jüngsten Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen war die durchschnittliche globale Oberflächentemperatur im letzten Jahrzehnt 1,1 Grad Celsius höher als zwischen 1850 und 1900. Um zu bewerten, wie sich dies auf unser Risiko extremer Wetterbedingungen verändert hat, sagte Coughlan de Perez und ihre Kollegen sammelten eine große Gruppe saisonaler Vorhersagen aus den letzten 40 Jahren.
Sie nutzten dieses Ensemble, um Tausende möglicher Temperatur- und Niederschlagsschwankungen zu generieren und so im Wesentlichen alles aufzuzeigen, was in einem bestimmten Jahr hätte passieren können. Mit dieser Methode, bekannt als „Unprecedented Simulated Extreme Ensemble“ oder UNSEEN-Ansatz, konnten die Forscher die wahrscheinliche Häufigkeit extremer Temperaturen abschätzen, die kritische Wachstumsschwellen für Weizen überschreiten.
Winterweizen beginnt im Herbst zu wachsen und wird im darauffolgenden Sommer geerntet. Hohe Temperaturen im Frühjahr, wenn die Pflanze blüht, können die Entwicklung des Weizens beeinträchtigen. Bei Temperaturen über 27,8 Grad Celsius beginnen die Pflanzen unter Hitzestress zu leiden. Bei Temperaturen über 32,8 Grad Celsius beginnen wichtige Enzyme im Weizen abzubauen.
„Im Mittleren Westen kam es früher zu Jahreszeiten, in denen die Enzymabbauschwelle durchschnittlich vier oder fünf Tage lang überschritten wurde – das war ziemlich ungewöhnlich“, sagte Coughlan de Perez, der auch Teil von Feinstein International ist Zentrum an der Friedman School. „Aber unsere Forschung hat mögliche alternative Realitäten des heutigen Klimas aufgezeigt, die 15 Tage über diesem Schwellenwert entstehen lassen, was unserer Meinung nach sehr schädlich wäre.“
Rekordhitze gehe tendenziell auch mit rekordverdächtiger Dürre einher, sagte Coughlan de Perez. Die Kombination dieser beiden Gefahren könnte die Vegetationsperiode erheblich beeinträchtigen. Sowohl die USA als auch China gelten als globale Kornkammern – Gebiete, in denen erhebliche Mengen des weltweiten Getreides produziert werden. Sollten diese Ernten gleichzeitig oder gleichzeitig mit anderen Grundnahrungsmitteln ausfallen, könnte dies schwerwiegende Auswirkungen auf die Preise und die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln auf der ganzen Welt haben.
Die Ergebnisse zeigen, dass beide Regionen in den letzten Jahren Glück hatten. Das Wetter hat einen Aspekt der Zufälligkeit – eine Reihe von Möglichkeiten könnten auftreten, etwa so, als würde man einen sechsseitigen Würfel werfen. Bislang waren die Zahlen in diesen Regionen recht niedrig, sodass das Wetter kühler war, als es hätte sein können. Aber der Klimawandel hat die Würfel verändert – die höchste Zahl ist größer als früher. Diese Regionen haben noch nicht das volle Ausmaß dessen erlebt, was möglich ist, und sie sind möglicherweise nicht darauf vorbereitet.
„Meine Hoffnung ist, dass wir den Leuten sagen können, dass sich ihr Würfel verändert hat. Man kann etwas wirklich Extremes würfeln“, sagte Coughlan de Perez. „Vielleicht wirst du für eine Weile keine Acht würfeln, aber ich denke, es lohnt sich, Pläne für den Fall zu haben, wenn das passiert.“
Die Forscher identifizierten auch regionale und globale atmosphärische Zirkulationsmuster, die zu extrem heißen und trockenen Ereignissen führen könnten, einschließlich eines möglichen Worst-Case-Szenarios, bei dem die Weizenproduktion sowohl in den USA als auch in China in derselben Saison stark beeinträchtigt wird. Ihre Ergebnisse können dazu beitragen, Klimaanpassungspläne in diesen Regionen zu unterstützen und sicherzustellen, dass sich Interessengruppen auf die kommenden beispiellosen Ereignisse vorbereiten können.
„Ich denke, dass wir angesichts des Klimawandels unter einem Mangel an Vorstellungskraft leiden. Wenn wir uns nicht vorstellen, welche Extreme passieren könnten, können wir uns nicht darauf vorbereiten“, sagte Coughlan de Perez. „Wir müssen nicht überrascht sein. Wir können die uns zur Verfügung stehenden Werkzeuge nutzen, um zu verstehen, was möglich ist, und bereit zu sein, wenn es passiert.“
Mehr Informationen:
Potenzial für überraschende Hitze- und Dürreereignisse in weizenproduzierenden Regionen der USA und Chinas. npj Klima- und Atmosphärenwissenschaft (2023). DOI: 10.1038/s41612-023-00361-y