Auch wenn Dürren viele europäische Flüsse auf Rekordtiefs bringen und die Biodiversität schädigen, lauert im Hintergrund die Gefahr katastrophaler Überschwemmungen nach einer Trockenperiode.
Einige der berühmtesten Flüsse Europas wie der Rhein, die Donau und der Po haben dank sommerlicher Dürren Schlagzeilen gemacht. Mit dem Absturz der Wasserstände auf Rekordtiefs und dem Austrocknen der Flüsse wurden viele Arten von wirtschaftlichen Aktivitäten von der Schifffahrt bis zur Landwirtschaft unterbrochen.
Aber ein kleiner Fluss in Europa, der das Rampenlicht der Medien vermieden hat, kann wertvolle Lehren über die sich verschlimmernden Auswirkungen der globalen Erwärmung liefern. Es ist die Albarine im Südosten Frankreichs und steht im Mittelpunkt eines von der EU geförderten Forschungsprojekts über die Auswirkungen von Dürre auf Flussökosysteme.
Weltweit stehen Flüsse unter dem Stress des Klimawandels. Die Forschung wird Naturschützern dabei helfen, zu verstehen, wie Dürren zum Verlust der Artenvielfalt führen, und angemessen darauf zu reagieren.
Die Albarine entspringt in der Nähe der verschlafenen französischen Stadt Brénod in der Nähe des Juragebirges und fließt fast 60 Kilometer, bevor ihr kristallklares Wasser nordöstlich von Lyon in den größeren Fluss Ain mündet. Es gibt jedoch einige Stellen, an denen der Albarine-Fluss versiegt. Dies wird mit zunehmender globaler Erwärmung wahrscheinlich noch mehr Wasserstraßen passieren.
Extremereignis
„Austrocknung ist ein Ereignis und Dürre ein extremes Ereignis“, sagte Romain Sarremejane, Süßwasserökologe und Postdoktorand für Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) am französischen Nationalinstitut für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt (INRAE).
„Man muss Trockenheit verstehen, um Dürre zu verstehen. Das Problem könnte in Zukunft darin bestehen, dass Sie bei großen Dürren alle Zufluchtsorte verlieren, in denen Arten während eines Trockenereignisses überleben könnten.“
Sarremejane ist Teil von das Forschungsprojekt MetaDryNet, das bewertet, wie sich das Trocknen auf Organismen in der Albarine und ihre Fähigkeit auswirkt, kohlenstoffreiches organisches Material zu verbrauchen. An seinem üppigen Oberlauf in der Nähe von Brénod fallen viele Blätter in den Albarine – und diese Laubstreu liefert entlang des Flusses Nahrung und Nährstoffe.
Überall trocknen
Insekten und andere Kreaturen knabbern an ihnen, und „sie zersetzen sich nach und nach, wenn man flussabwärts geht, und dann sind es sehr kleine Partikel, die im Meer landen“, sagte Sarremejane. „Aber wenn es überall im Netz trocknet, haben Sie diese Blätter, die sich im ausgetrockneten Flussbett ansammeln und nicht verarbeitet werden.“
Diese Blattbildung könnte dazu führen, dass Lebewesen stromabwärts hungern und der Fluss weniger Kohlenstoff verarbeitet.
Sarremejane und seine Kollegen machten sich daran, zu untersuchen, was in den trockenen Flecken der Albarine passiert. Sie beprobten 20 Standorte mit jeweils etwa 100 Metern Länge, um zu sehen, wie viel organisches Material durchgetreten ist, wie schnell es sich zersetzt, wie viel Kohlenstoff und Methan jeder Standort emittiert und wie vielfältig Wirbellose, Bakterien und Pilze vorhanden sind.
Die Hälfte der Standorte befand sich in Gebieten, in denen der Fluss manchmal trocken verläuft, und der Rest an Orten, an denen der Fluss das ganze Jahr über fließt.
Da mehr Orte länger trocken sind, könnte dies auch die Fähigkeit von Lebewesen beeinträchtigen, sich zwischen Teilen des Flusses zu bewegen – was letztendlich zu einem Rückgang der Artenvielfalt sowie zum Aussterben führen könnte.
Etwa 60 % der Flüsse weltweit sind intermittierend – was bedeutet, dass sie mindestens einen Tag im Jahr trocken sind – und dieser Anteil wird laut Sarremejane weiter steigen. Viele dieser Wasserstraßen fließen normalerweise sechs bis acht Monate im Jahr und trocknen dann im Sommer aus.
Unterbrechung
„Diese Unterbrechungen werden immer häufiger und erstrecken sich zeitlich und räumlich“, sagte er.
Wenn die Trockenstellen eines Flusses zunehmen und sich über längere Zeiträume ausdehnen, können auch diese Oasen im Fluss, in denen das Leben die Austrocknung übersteht, verschwinden. „Es gibt einen großen Wendepunkt, an dem Sie viel Vielfalt verlieren könnten“, sagte er.
Seine zukünftige Forschung wird sich darauf konzentrieren, wie sich extreme Wetterereignisse auf Lebensgemeinschaften und deren Vielfalt in Europas Flüssen auswirken und ob es möglich ist, diese Kipppunkte zu quantifizieren.
Starkregen
Bei allen Schwierigkeiten, die durch Dürren ausgelöst werden, stellt der Regen selbst Herausforderungen dar. Wenn es in von Dürre betroffenen Gebieten schließlich regnet, ist es tendenziell schwerer und schwerer zu absorbieren, was zu Überschwemmungen führt, die eine der katastrophalsten Auswirkungen des Klimawandels in europäischen Städten sind.
Benjamin Renard, Hauptermittler auf das Projekt Hydrologic Extremes at the Global Scale (HEGS).versucht zu verstehen, was mehr Niederschlag für Flusssysteme bedeutet und ob es zu mehr Überschwemmungen führt.
Flusshochwasser gehören zu den schädlichsten extremen Klimaereignissen in Europa, nach Angaben der Europäischen Umweltagentur (EEA). Wenn die CO2-Emissionen weiter steigen, könnte der Klimawandel die direkten Schäden durch Flussüberschwemmungen verdreifachen.
In Städten führt mehr Regen zu Überschwemmungen auf den Straßen, aber bei Flüssen ist es nicht so einfach.
„Sie haben Flusseinzugsgebiete, die als starker Filter wirken, so viele Dinge können passieren“, sagte Renard. „Überschwemmungen sind keine direkte Übersetzung dessen, was in Form von Niederschlägen passiert.“
Er und seine Mitarbeiter erstellten einen statistischen Rahmen, um die Wahrscheinlichkeit von Überschwemmungen in Flüssen in einem Gebiet zu bewerten. Anhand von Daten von etwa 2 000 Regenmess- und hydrometrischen Stationen, die den Flussfluss messen, kann ihr Rahmen die Wahrscheinlichkeit einer Überschwemmung in einer bestimmten Region bestimmen. Die Daten, die von Stationen auf der ganzen Welt stammen, umfassen die letzten hundert Jahre.
„Die Datensätze, die wir sowohl für Niederschlag als auch für Überschwemmungen verwenden, stammen von allen Kontinenten außer der Antarktis“, sagte er.
Das Framework verknüpft Klimavariablen – wie Temperatur, Luftdruck und Windgeschwindigkeit – mit der Wahrscheinlichkeit extremer Wetterereignisse, einschließlich starker Regenfälle oder Überschwemmungen.
Stärkerer Niederschlag
„Wir haben tatsächlich bestätigt, dass die Niederschläge weltweit stärker werden, aber bei Überschwemmungen ist das Signal viel komplizierter“, sagte Renard. „Es gibt einige geografische Gebiete, in denen Sie keine großen Veränderungen sehen, einige Gebiete, in denen Sie zunehmende Überschwemmungen sehen, und einige, in denen Sie abnehmende Überschwemmungen sehen.“
Renard plant, das Framework für saisonale Vorhersagen oder sogar für verschiedene extreme Wetterereignisse zu verwenden.
„Es gibt nichts in dem Rahmenwerk, das spezifisch für Überschwemmungen ist“, sagte er. Forscher könnten den Rahmen für andere Ereignisse wie Hitzewellen, Dürren und Waldbrände konfigurieren.
In jedem Fall wäre der Einsatz für saisonale Vorhersagen Teil eines sinnvollen Frühwarnsystems. Dies würde es den Menschen ermöglichen, sich beispielsweise auf Hochwasser in nahe gelegenen Flüssen vorzubereiten und dazu beitragen, den Verlust von Menschenleben und die Zerstörung von Eigentum zu verhindern.