Ausmaß der globalen Wasserknappheit infolge des Klimawandels

„Die Studie zeigt, dass der Klimawandel in Zukunft Extremdürren verstärken wird, bis hin zu Ausmaßen, die wir bisher noch nicht erlebt haben. Dies wird gravierende Folgen für die Wasserversorgung in heute schon von Dürre geprägten Regionen haben. Als Auslöser werden in der Studie an erster Stelle mehrjährige Niederschlagsdefizite, hohe Verdunstungsraten, unser hoher Wasserbedarf und als Folge, niedrige Wasserstände in den Flüssen und leere Staudämme genannt. Weitere wichtige Faktoren, die in der Studie nicht genannt sind, sind schwindende Grundwasserspeicher und abnehmende Schnee- und Gletscherschmelze. Diese sind in einigen Regionen, in Dürrejahren häufig die letzten verfügbaren Wasserquellen.“

„Eine wichtige Erkenntnis der Studie ist, dass in den Hotspots dieser Extremdürren, beispielsweise im Mittelmeerraum oder im südlichen Afrika, die Erholungsphasen zwischen den Dürren kürzer werden als die Dürren selbst. Das bedeutet, dass immer weniger Zeit bleibt, um Wasserspeicher wieder zu füllen und die Versorgung zu sichern. Dies sollte in zukünftigen Wasserspeicher- und Wasserversorgungspläne dringend mitberücksichtigt werden. Denn wenn eine solche Erholungsphase ausbleibt, dann helfen auch größere Speicherbecken nicht.“

„Die Studie unterstreicht die Gefahr der Extremdürren für unsere Wasserversorgung. Meines Erachtens müssen die Ergebnisse jedoch vorsichtig interpretiert und kommuniziert werden: Die Dürren nennen die Autor*innen ‚Day-Zero‘-Dürren – der Tag Null, an dem die Wasserversorgung nicht mehr gewährleistet werden kann. Damit nutzen sie den Begriff, der erstmals 2017 bis 2018 im südafrikanischen Kapstadt genutzt wurde, um auf die dortige Wasserkrise hinzuweisen und dort zu Panik und drastischen Wassersparmaßnahmen führte [1]. Seitdem wird der Begriff häufig als politisches Stilmittel gebraucht, um bei der Bevölkerung Aufmerksamkeit für unsichere städtische Wasserversorgung zu erlangen. Eine Day-Zero-Dürre ist also in erster Linie ein politisch instrumentalisierter Begriff, der einen kritischen Schwellenwert in der städtischen Wasserversorgung markiert. Es ist keine wissenschaftliche Definition einer Dürre, die mit Indikatoren gemessen werden kann wie Niederschlagsdefizit, Abflussraten oder beispielsweise der Bodenfeuchtigkeit, wie beim deutschen Dürremonitor.“

„Dieser feine Unterschied hat eine wichtige Konsequenz – eine Day-Zero-Dürre hängt neben den klimatischen und hydrologischen Faktoren stark von der Infrastruktur und Widerstandsfähigkeit der Städte und deren Bewohner*innen ab. Daher ist zum Beispiel eine Day-Zero-Dürre im spanischen Madrid nicht unbedingt mit einer Day-Zero-Dürre im peruanischen Lima zu vergleichen. Anpassungsmaßnahmen, Handlungsspielräume, Wassernutzungseffizienz, Unterstützung der Stadt oder alternative Möglichkeiten des Wassereinsparens werden hier sehr unterschiedlich sein aber darüber entscheiden, ob die Day-Zero-Dürre abgewandt werden kann oder nicht. Eine globale und gitterzellen-basiert Ermittlung von Day-Zero-Dürren ist meines Erachtens hier etwas irreführend. Zudem werden, wie die Autor*innen selbst anmerken, nationale Regularien, wie Wasserstrategien, Grenzwerte für Wasserentnahmen und Umweltauflagen in der Studie nicht berücksichtigt.“

„Auf der anderen Seite hat diese Bezeichnung der Dürren als bedrohliche Day-Zero-Dürren vielleicht auch einen Vorteil. Wie man in Kapstadt gesehen hat, sind es gerade diese Managementmaßnahmen, öffentliche Aufmerksamkeit und politische Entscheidungen, die eine Day-Zero-Dürre abwenden können. Zu wissen, dass diese Dürren zunehmen werden, ist auch eine Chance für uns zu handeln. Wir sind dem Klimawandel gegenüber nicht machtlos, sondern können aktiv etwas tun. In Kapstadt waren es strikte Wassersparmaßnahmen, die geholfen haben, dass die städtische Wasserversorgung nicht komplett ausfiel. Andere Maßnahmen könnten Regenwassernutzung, Wasserwiederverwertung, Ausbau der Speichermöglichkeiten und Verbesserung der Wassernutzungseffizienz sein. Nicht zuletzt für die Stärkung dieser Diskussion ist die neue ‘Nature Communications’-Studie eine wichtige Veröffentlichung.“

„‚Day-Zero-Dürre‘ bezieht sich auf eine konkrete Krise von Wasserknappheit in Kapstadt, Südafrika in den Jahren 2015 bis 2020. ‚Day-Zero‘ bezieht sich auf den Tag im Jahr 2017 in Kapstadt, als der Wasserstand in einem Reservoir unterhalb einer sehr kritischen Schwelle fiel und daraufhin starke Restriktionen bezüglich Wassernutzung durch die Einwohner Kapstadts eingeführt wurden.“

„Die Autoren argumentieren, dass ‚Trockenheit‘ beziehungsweise ‚Dürre‘ häufig mit isolierten Metriken analysiert wird, beispielsweise dem Bodenfeuchtedefizit oder dem Niederschlagsdefizit, und Wasserknappheit jedoch ein multi-faktorielles Konzept darstellt: ‚Day-Zero-Dürren‘ entstehen also, wenn mehrjährige Niederschlagsdefizite, erhöhte Verdunstung, aufgrund von hohen Temperaturen, niedrige Flusswasserstände und gleichzeitig hohe Wasserentnahmen beispielsweise aus Wasserspeichern zusammenkommen; sie sind also teils klimatisch, und teils durch soziökonomische Faktoren bedingt.“

„Die Studie liefert eine erste globale Abschätzung, wann und wo solche Ereignisse erstmals auftreten könnten. Besonders auffällig ist, dass das erste Auftreten solch extremer Wasserknappheit schon in den 2020er und 30er Jahren zum Beispiel im Mittelmeerraum oder im südlichen Afrika möglich ist, und die Autoren zeigen, dass der Beitrag des menschengemachten Klimawandels in der Zukunft weiter zunehmen wird. Interessant sind auch die Ausführungen zur Bedeutung von Wasserspeichern: laut Autoren können Wasserspeicher kurzfristig Trockenheit abpuffern, dennoch ist eine langfristige gute Planung für Wasserknappheits-Krisen unabdinglich.“

„Die Studie verwendet verschiedene Indizes, um die Phasen extremer Wasserknappheit abzuschätzen; die Verwendung mehrerer Indizes eignet sich gut, um die verschiedenen Dimensionen von Wasserknappheit abzuschätzen. Für die Berechnung der klimatischen Komponente werden Klimamodellensembles benutzt. Mit diesen Ensembles können aufgrund der hohen Zahl der Simulationen Extremereignisse statistisch gut abgeschätzt werden, dennoch bleiben Unsicherheiten: Beispielsweise wird als Emissionspfad vorwiegend das Szenario SSP3-7.0 analysiert, das für das 21. Jahrhundert hohe Emissionen annimmt (das muss bei der Interpretation berücksichtigt werden), und die statistische Abschätzung basiert in Teilen auf nur einem Klimamodell. Ebenso gibt es verschiedene Berechnungsarten der Verdunstungsrate in zukünftigem Klima – diese sind teils mehr und teils weniger durch Temperatur beeinflusst – und daher unsicher.“

„Es ist gut bekannt und gut verstanden, dass der Klimawandel große Auswirkungen auf den globalen Wasserkreislauf hat: Durch Erwärmung kann die Luft mehr Wasserdampf aufnehmen. Dies führt einerseits zu einer Verstärkung von Extremniederschlägen, andererseits kann durch den erhöhten atmosphärischen Wasserbedarf die Verdunstung zunehmen und somit also Trockenphasen verstärkt werden. Beide Phänomene wurden vielfach jeweils einzeln aufgezeigt, und vor einigen Monaten ist eine sehr gute Überblicksstudie zum Thema ‘hydroklimatischer Volatilität’ – also schnelle Wechsel zwischen sehr trockenen und sehr feuchten Bedingungen – erschienen [2]. Es ist daher notwendig, Anpassungsstrategien sowohl für Extremniederschläge als auch für sehr trockene Bedingungen zu entwickeln.“

„Oft werden Dürren über die Wasserfügbarkeit definiert. Zum Beispiel in dem man schaut, wann der Abfluss in einem Fluss unter einen langfristigen Durchschnittswert fällt. Das heißt, dass weniger Wasser im Fluss ist, als wir erwarten. Es ist aber schon lange klar, dass man bei Dürren auch den Wasserbedarf berücksichtigen muss [3]. Der Begriff Day-Zero-Dürre bezieht sich darauf, dass der Wasserbedarf nicht mehr gedeckt werden kann und bezieht sich daher auf ein sozio-hydrologisches Problem im Wassermanagement [4]. Die Gefahr ist vor allem in Regionen groß, in denen ein großer Teil des verfügbaren Wassers genutzt wird, die sehr hoher Variabilität ausgesetzt sind, oder die geringe Speicherkapazität haben [5].“

„Der vergangene Woche veröffentlichte wasserwirtschaftliche Jahresbericht der WMO für 2024 [V] hat gezeigt, dass 60 Prozent der Flüsse auf der Erde vergangenes Jahr zu wenig oder zu viel Wasser geführt haben. Vergangenes Jahr war das wärmste Jahr in unseren Messungen und wir sehen große Veränderungen im Wasserkreislauf.“

„Die Autoren der neuen Studie analysieren bestehende Modellsimulationen von Wasserverfügbarkeit und Wasserbedarf, um zu bestimmen, wann der Bedarf die Verfügbarkeit dürrebedingt überschreitet. Die Studie ist sehr ausführlich und zeigt vor allem auf Probleme in bekannten Dürre-Hotspots, wie beispielsweise dem Mittelmeerraum.“

„Die grundlegenden Modellierungen kommen von globalen Studien und werden nicht von den Autoren selbst durchgeführt. Das ist in vielen Studien der Fall und absolut kein Grund für Kritik. Aber natürlich sind solche globalen Modelle abhängig von Annahmen, von ungleicher Datengrundlagen (die zum Beispiel über Afrika sehr schlecht ist), und von weiteren Unsicherheiten, die es noch zu verringern gilt [6]. Die globale Wassernutzung durch verschiedene Sektoren muss modelliert werden, da wir selten Messdaten dafür haben. Darüber hinaus sind Grundwasserprozesse schlecht in Modelle integriert [7]. Des Weiteren sind Gesellschaften nicht passiv, sondern reagieren auf Veränderungen – eine Interaktion, die wir derzeit noch nicht gut global modellieren können.“

„Wie gesagt befindet sich schon ein großer Teil des Wasserkreislaufes im Ungleichgewicht [V]. Die Dürren der vergangenen Jahre haben für Europa die Problematik sehr gut aufgezeigt. In verschiedenen Regionen konnten Wasserbedarfe nicht mehr gedeckt werden. Im Norden Italiens ist die Reisernte eingebrochen, weil nicht mehr genügend Wasser im Fluss Po war. Die Energieproduktion in Frankreich musste gedrosselt werden, da das Flusswasser bei Niedrigstand zu warm wurde und eine Gefahr für Fische und andere aquatische Lebewesen bestand. Der Rhein konnten nicht mehr durchgehend für die Schifffahrt genutzt werden.“

„Die neue Studie zeigt eine Methodik auf, wie wir wasserwirtschaftlich kritische Zeiten bestimmen können, und wie derzeitig verfügbare Informationen auf globaler Ebene genutzt werden können. Diese muss aber regional verfeinert und um mögliche Reaktionen auf die Dürreproblematik erweitert werden, da sich Gesellschaften anpassen, wenn Engpässe entstehen. Wir bleiben nicht passiv. Regionale sozio-hydrologische Entscheidungsmodelle können, auch unter unvermeidbaren Unsicherheiten, simulieren, welche Anpassungen unter bestimmten klimatischen Szenarien möglich und nötig sind. Solche Modelle brauchen wir vor allem für Mitteleuropa. Andere Regionen sind zwar trockener, aber wir haben uns an eine hohe Wasserverfügbarkeit angepasst und sind daher oft empfindlicher für zukünftige Dürren.“