Zusammengesetzte Dürre-Hitzewellen-Ereignisse werden in globalen Böden nicht ausreichend erkannt, heißt es in einer Studie

Der Boden ist lebenswichtig und spielt eine entscheidende Rolle im Ökosystem der Erde. Er bietet Pflanzenwurzeln Halt und beherbergt unzählige Mikroorganismen. In einer sich erwärmenden Welt ist es wichtig zu verstehen, wie sich die hydrothermischen Bedingungen des Bodens, insbesondere die trocken-heißen Extreme, verändert haben und darauf reagieren werden.

In einer Studie veröffentlicht im Verfahren der Nationalen Akademie der WissenschaftenForscher unter der Leitung von Prof. Zhang Yunlin vom Nanjing Institute of Geography and Limnology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben zusammen mit Mitarbeitern des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) und der Bangor University die globale Dürre-Hitzewelle im Boden quantifiziert (SCDHW) Ereignisse von 1980 bis 2023 und sagte ihre Entwicklung bis zum Ende dieses Jahrhunderts voraus.

Durch die Kombination von drei hochmodernen Reanalyse-Datensätzen und vier Erdsystemmodell-Datensätzen analysierten die Forscher globale SCDHW-Trends und -Variabilitäten in der Vergangenheit und Zukunft. Sie bezogen auch Langzeitbeobachtungsdaten ein, um ihre Schlussfolgerungen zu verbessern.

Die Forscher stellten fest, dass die Häufigkeit, Dauer, Schwere und Schwere von SCDHWs sowie das betroffene Gebiet in den letzten 44 Jahren weltweit zugenommen haben. „Wir haben von 1980 bis 2023, insbesondere in diesem Jahrhundert, eine bemerkenswerte Eskalation der SCDHW beobachtet. Die Hauptverantwortung lag zweifellos in der globalen Erwärmung, und in den El-Niño-Jahren verschlimmerte sich die Situation.“

„Noch wichtiger ist, dass sich die Eskalation der SCDHWs auf den Sommer konzentrierte, was eine erhebliche Herausforderung für die Wassersicherheit darstellte“, sagte Prof. Zhang, korrespondierender Autor dieser Studie.

Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass CDHWs in Böden stärker waren und schneller anstiegen als jene in der Luft. „Aus Gründen der Datenzugänglichkeit haben wir CDHWs früher in meteorologischen Maßstäben wie der Lufttemperatur ausgedrückt. Diese gängige Praxis könnte jedoch die Schwere von SCDHWs und die negativen Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf unterschätzen“, sagte Dr. Fan Xingwang , Erstautor dieser Studie.

Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass SCDHWs im Allgemeinen auf der Nordhalbkugel intensiver und auf der Südhalbkugel länger anhaltend waren. Die Schwere der SCDHW nahm in den nördlichen hohen Breiten, wo die Bodentemperaturen typischerweise niedrig waren und die Erwärmung stark ausgeprägt war, rasch zu. Diese Ereignisse können die Ziele der CO2-Neutralität auf der Nordhalbkugel und die Ziele der Ernährungssicherheit auf der Südhalbkugel gefährden.

Basierend auf einem Raum-Zeit-Ersatzansatz gehen die Forscher davon aus, dass die Schädigung von Wäldern und die Umwandlung von Feuchtgebieten in Ackerland die Schwere von SCDHWs verschlimmern wird. Integriertes Wassereinzugsgebietsmanagement erfordert nachhaltige Richtlinien und Maßnahmen, um Böden vor den Risiken der Austrocknung und Überhitzung zu schützen. „Wir müssen unsere Bemühungen zur Erhaltung natürlicher Ökosysteme fortsetzen“, sagte Prof. Zhang.

Wenn keine Maßnahmen ergriffen werden, wird es bis zum Ende dieses Jahrhunderts zu gewaltigen globalen SCDHWs kommen, mit einer durchschnittlichen Dauer von mehr als 70 Tagen und einer Bodentemperaturanomalie von 10 °C im Emissionsszenario SSP5–8,5. „Die durchschnittliche Dauer einzelner SCDHWs wird erheblich zunehmen, was bedeutet, dass Bodenbiota und Pflanzenwurzelsysteme Schwierigkeiten haben werden, sich von extremen Wasser- und Hitzebelastungen zu erholen“, sagte Dr. Fan.