Es wurde festgestellt, dass sich die weltweiten Dürren je nach Küsten- oder Binnenstandort unterscheiden, wobei nur 40 % von Hitzewellen begleitet werden

Kann es in einem Küstengebiet zu einer Dürre kommen? Ja, aber laut einer neuen Studie eines Teams der Fudan-Universität in China wird es anders aussehen als eine Dürre im Landesinneren. Überraschender als die geografisch bedingten Merkmale von Dürren sei laut den Forschern die Entdeckung gewesen, dass nur 40 % der Dürren von einer Hitzewelle begleitet würden.

Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in einem zweiteiligen Artikel in Ozean-Land-Atmosphärenforschung.

„Dürre ist in der Tat eine wirtschaftlich und ökologisch katastrophale Naturgefahr, und für die Überwachung und Vorhersage von Dürren sind entsprechende genaue Identifizierungsmethoden und eine damit verbundene umfassende räumlich-zeitliche Analyse erforderlich“, sagte Co-Autor Zhenchen Liu, Postdoktorand in der Abteilung für Atmosphären- und Ozeanwissenschaften der Fudan-Universität Institut für Atmosphärenwissenschaften.

„Unser Ziel war es, ein umfassendes Wissen über die raumzeitlichen Eigenschaften globaler meteorologischer Dürreereignisse zu entwickeln und dabei den Unterschied zwischen Binnen- und Küstengruppen zu berücksichtigen. Außerdem wollten wir untersuchen, ob Dürren immer mit Hitzewellen einhergehen, wie es bei zusammengesetzten Dürren und Hitzewellenextremen der Fall war.“ hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erregt.“

Dürreereignisse können sich über den Raum ausbreiten und sich im Laufe der Zeit weiterentwickeln, sagte Liu. Deshalb entwickelten die Forscher einen Arbeitsablauf, der auf einem Algorithmus namens 3D Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise oder 3D DBSCAN basiert. Es handelt sich um einen Clustering-Algorithmus, das heißt, er kann Datensammlungen über einen bestimmten Raum in drei Dimensionen – in diesem Fall Längengrad, Breitengrad und Zeit – identifizieren und gruppieren.

Anschließend analysierten die Forscher Dürren auf globaler Ebene und konzentrierten sich dabei auf den Anteil der kontinentalen Bedeckung und die damit verbundene Dauer, um festzustellen, ob es sich bei der Dürre um eine Binnen- oder Küstendürre handelte. Sie untersuchten auch die Symmetrie der Dürreereignisse. Etwa 92 % der Binnenarten und etwa 70 % der Küstenarten hatten eine symmetrische Entwicklung, was den Forschern zufolge zum Verständnis der Entwicklung und des Abklingens von Dürren beitragen könnte.

„Unseres Wissens bestand die wichtigste Neuerung des ersten Teils darin, Dürren in Binnen- und Küstentypen zu gruppieren“, sagte Co-Autor Wen Zhou, Professor für Atmosphärenwissenschaften an der Fudan-Universität. Zhou ist außerdem dem Institut für Atmosphärenwissenschaften der Universität angegliedert. „Inspiriert durch die in früheren Studien vorgeschlagenen Begriffe ‚Landfall-Dürren‘ und ‚Pazifische Küstendürren‘ erkennen wir, dass einige Frühsignale meteorologischer Dürren – wie etwa langfristige Niederschlagsdefizite – über angrenzenden Ozeanen auftreten und sich auf Küstenregionen erstrecken können.“

„Ein typischer Fall ist die Küstendürre im Südosten Brasiliens im Jahr 2014, die physisch durch angrenzende Meereshitzewellen beeinflusst wurde. Unter Berücksichtigung der möglicherweise unterschiedlichen physikalischen Mechanismen, die mit Dürren über Binnen- und Küstengebieten verbunden sind, gruppiert die Studie meteorologische Dürreereignisse in Binnen- und Küstentypen weitere Analyse.“

Im zweiten Artikel entwickelten die Forscher eine Methode zur Klassifizierung von Dürren auf der Grundlage von Temperaturanomalien und berücksichtigten dabei asynchrone und komplizierte Schwankungen sowohl bei der Dürrebedeckung als auch bei der Intensität. Sie fanden heraus, dass 40 % der meteorologischen Dürren im globalen Maßstab gleichzeitig mit heißen Temperaturen, 10 % mit kalten, 30 % mit normalen und 20 % mit hybriden Temperaturen auftraten.

„Obwohl die zunehmenden Dürren und Hitzewellen in letzter Zeit große Aufmerksamkeit erregt haben, bleibt unklar, ob Dürren immer mit Hitzewellen einhergehen“, sagte Liu. „Deshalb haben wir die Vielfalt der Temperaturanomalien, die mit Dürren einhergehen, systematisch vorgeschlagen und quantifiziert. Und in dieser Hinsicht gehen weltweit nur 40 % der meteorologischen Dürren mit wärmeren als normalen Situationen einher.“

Wie Dürren und damit verbundene Temperaturanomalien entstehen, sich entwickeln und enden, muss den Forschern zufolge eingehend untersucht werden.

„Wir haben Methoden zur Identifizierung kritischer prozessentwicklungsbasierter Parameter eingeführt, um die Entwicklung von Temperaturanomalien während der Dürreentwicklung zu untersuchen“, sagte Zhou. „Bei etwa 80 % dieser „heißen“ Dürren folgten die ungewöhnlich erhöhten Temperaturen dem Höhepunkt der Dürre. Die statistische Analyse der Prozessentwicklung ist ein neuer Ausgangspunkt für die physikalischen Mechanismen hinter der zeitlichen Lead-Lag-Beziehung zwischen Dürreperioden Extreme und Temperaturextreme können weiter untersucht werden.“

Als nächstes planen die Forscher, die physikalischen Mechanismen weiter zu untersuchen, die Dürreextremen in Verbindung mit unterschiedlichen Temperaturanomalien sowohl im Binnenland als auch an der Küste zugrunde liegen. Sie planen auch, die wirtschaftlichen Verluste in der Landwirtschaft zu bewerten, die durch Dürre verursacht und durch extreme Temperaturen verstärkt werden.