Einfluss der Nordatlantischen Oszillation auf Sommerdürre in Mitteleuropa
Eine Untersuchung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) belegt, dass die winterliche Phase der Nordatlantischen Oszillation (NAO) entscheidend die Entstehung von Sommerdürre in Mitteleuropa im Folgejahr bestimmt. Diese jahreszeitenübergreifende Verbindung eröffnet neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Prognose und Anpassungsstrategien in von Trockenheit betroffenen Regionen. Die Ergebnisse wurden in Nature Communications Earth & Environment veröffentlicht.
Grundlagen der Nordatlantischen Oszillation
Die Nordatlantische Oszillation beschreibt die Schwankungen des Luftdrucks zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch über dem Nordatlantik. In ihrer positiven Phase verstärken sich die Westwinde, die milde und feuchte Luftmassen nach Europa transportieren. Die Studie zeigt, dass eine positive Winterphase der NAO, die zunehmend häufiger auftritt, mit milden und feuchten Wintern in Mitteleuropa einhergeht. Im darauffolgenden Sommer resultiert dies jedoch in Dürreperioden, die sich durch reduzierte Bodenfeuchte, geringeren Oberflächenabfluss und niedrigere Grundwasserspiegel auszeichnen und bis zu zehn Monate andauern können.
Räumlich und zeitlich verzögerte Auswirkungen
„Wir konnten nachweisen, dass frühere atmosphärische und ozeanische Zustände mit der Intensität der Sommerdürre in Mitteleuropa korrelieren. Diese Verbindung erstreckt sich über große räumliche Bereiche und verschiedene Jahreszeiten und hat bedeutende lokale Konsequenzen“, erläutert Professorin Dörthe Tetzlaff, Abteilungsleiterin am IGB und Hauptautorin der Studie.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler führen diesen Zusammenhang auf komplexe Wechselwirkungen während einer positiven Winterphase der NAO zurück. Dabei wirken zwei sich ergänzende Mechanismen:
- Direkte meteorologische Effekte: Der verstärkte Transport von Wärme und Feuchtigkeit im Nordatlantik in Richtung Polregion beeinflusst die arktische Meereisbedeckung und führt zu variierenden Niederschlägen im Frühjahr über Mitteleuropa.
- Indirekte Landschaftseffekte: Die höheren Temperaturen im Winter und Frühjahr fördern ein früheres und intensiveres Pflanzenwachstum, was den saisonalen Wasserverbrauch erhöht. Dies führt zu einem Rückgang der Bodenfeuchte bereits im Frühjahr und macht die Landschaft anfälliger für geringere Niederschläge im Sommer.
„Diese Prozesse liefern eine nachvollziehbare Erklärung für die Entstehung von Sommerdürre“, ergänzt Dr. Cong Jiang, Hauptautor der Studie.
Praktische Relevanz der Forschungsergebnisse
Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen eine verbesserte Vorhersage von Sommerdürre und unterstützen die Entwicklung von Strategien zur Anpassung und Resilienzsteigerung in landwirtschaftlichen und wasserwirtschaftlichen Bereichen, insbesondere in den dürregefährdeten Tieflandregionen Europas.
Zusammenfassung der wesentlichen Erkenntnisse
- Die Nordatlantische Oszillation beschreibt die Luftdruckschwankungen zwischen Islandtief und Azorenhoch.
- Eine positive Winterphase der NAO führt in Mitteleuropa zu milderen, feuchteren Wintern und trockeneren Sommern im Folgejahr.
- Sommerdürre entsteht durch direkte meteorologische Einflüsse sowie indirekte Effekte über verstärktes Pflanzenwachstum und erhöhten Wasserverbrauch.
- Sommerdürre lässt sich anhand der meteorologischen Bedingungen des vorausgehenden Winters besser prognostizieren.
Methodischer Ansatz der Studie
Das Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dörthe Tetzlaff entwickelte einen neuartigen Ansatz, der großräumige Klimaschwankungen mit lokalen Auswirkungen auf Wasserverfügbarkeit, Landnutzung und aquatische Ökosysteme in Tieflandgebieten Nordostdeutschlands verknüpft.
Als Untersuchungsgebiet dient das etwa 66 km² große Einzugsgebiet des Demnitzer Mühlenfließ in Brandenburg, das als repräsentatives Freilandlabor für ähnliche Regionen im Nordosten Deutschlands fungiert. Dieses Gebiet zeichnet sich durch umfassende hydrologische Messungen aus, darunter meteorologische Daten, Bodenfeuchte, Abfluss, Grundwasserstände, Vegetationsdynamik sowie stabile Wasserisotope.
„Stabile Wasserisotope fungieren als natürliche Marker, mit deren Hilfe die Herkunft, Bewegung und Verweildauer von Wasser in der Landschaft nachvollzogen werden können“, erklärt Prof. Chris Soulsby von der University of Aberdeen, Mitautor der Studie.
Die Forschenden kombinierten diese detaillierten Beobachtungsdaten mit einem prozessbasierten, isotopengestützten ökohydrologischen Modell, Telekonnektionsanalysen, großräumigen Klimadaten und Dürreindizes. Dieser integrierte Ansatz ermöglichte es, die Variabilität der winterlichen atmosphärischen Zirkulation auf kontinentaler Ebene mit der lokalen Ausbreitung von Dürre über das Boden-Pflanze-Atmosphäre-System (SPAC) in einem repräsentativen Tieflandgebiet zu verknüpfen.
Kontakt für wissenschaftliche Rückfragen
Prof. Dörthe Tetzlaff, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
https://www.igb-berlin.de/profile/doerthe-tetzlaff
Originalpublikation
Jiang, C., Soulsby, C., Laudon, H. et al. (2026): A positive phase of the winter North Atlantic oscillation is associated with drought in Central Europe the following summer. Communications Earth & Environment, 7, 538.
https://doi.org/10.1038/s43247-026-03729-z
Weiterführende Informationen
https://www.igb-berlin.de/news/das-winterklima-zur-vorhersage-von-sommerduerren
