Eine Studie des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) zeigt, dass die winterliche Nordatlantische Oszillation (NAO) die Entwicklung von Sommerdürren in Mitteleuropa im darauffolgenden Jahr maßgeblich beeinflusst. Diese jahreszeitenübergreifende Verbindung könnte dazu beitragen, Sommerdürren künftig besser vorherzusagen und die Resilienzplanung in besonders betroffenen Regionen zu verbessern. Die Studie wurde in Nature Communications Earth & Environment veröffentlicht.
Winterwetter beeinflusst Sommerdürre
Die Nordatlantische Oszillation beschreibt die Schwankungen des Luftdrucks zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch über dem Nordatlantik. Während ihrer positiven Phase verstärken sich die Westwinde, die milde und feuchte Luft nach Europa transportieren.
Wie die Studie zeigt, treten diese positiven Winterphasen zunehmend häufiger auf und gehen in Mitteleuropa mit milden und niederschlagsreichen Wintern einher. Im darauffolgenden Sommer können jedoch Dürrebedingungen entstehen. Betroffen sind unter anderem die Bodenfeuchte, der Oberflächenabfluss und der Grundwasserspiegel. Die Defizite können bis zu zehn Monate anhalten.
„Wir konnten somit das ‚Gedächtnis‘ vergangener atmosphärischer und ozeanischer Bedingungen mit der Schwere nachfolgender Sommerdürren in Mitteleuropa in Verbindung bringen. Dieser Zusammenhang überbrückt große räumliche Skalen und verschiedene Jahreszeiten und hat erhebliche lokale Auswirkungen“, sagt Professorin Dörthe Tetzlaff, Abteilungsleiterin am IGB und leitende Autorin der Studie.
Nach Angaben der Forschenden beruht dieser Zusammenhang auf komplexen Wechselwirkungen während einer positiven Winterphase der Nordatlantischen Oszillation. Sie unterscheiden dabei zwei sich ergänzende Wirkmechanismen: direkte meteorologische Effekte und indirekte Veränderungen in der Landschaft.
Warum die Landschaft schneller austrocknet
Der verstärkte Transport von Wärme und Feuchtigkeit vom Atlantik in Richtung Nordpol begünstigt Veränderungen des arktischen Meereises sowie schwankende Niederschläge im Frühjahr über Mitteleuropa. Gleichzeitig führen die wärmeren Bedingungen im Winter und Frühjahr zu einem früheren und stärkeren Pflanzenwachstum. Dadurch steigt der saisonale Wasserverbrauch der Vegetation, sodass die Bodenfeuchte bereits im Frühjahr zurückgeht. Die Landschaft wird dadurch anfälliger für ausbleibende Niederschläge im Sommer.
„Diese Zusammenhänge liefern eine wissenschaftlich plausible Erklärung für die auftretende Sommerdürre“, sagt Dr. Cong Jiang, Hauptautor der Studie.
Die Ergebnisse können dazu beitragen, Sommerdürren künftig präziser vorherzusagen und die Resilienzplanung für Landnutzung und Gewässerschutz in dürregefährdeten Tieflandregionen Europas zu verbessern.
Freilandlabor liefert umfangreiche Datengrundlage
Für die Studie entwickelte das von Dörthe Tetzlaff geleitete Forschungsteam einen Ansatz, der großräumige Klimaschwankungen mit lokalen Auswirkungen auf Wasserverfügbarkeit, Landbewirtschaftung und aquatische Ökosysteme in den Tieflandgebieten Nordostdeutschlands verknüpft. Als Untersuchungsgebiet diente das rund 66 Quadratkilometer große Einzugsgebiet des Demnitzer Mühlenfließes in Brandenburg. Das IGB nutzt es als Freilandlabor, da es repräsentativ für weitere Einzugsgebiete im Nordosten Deutschlands ist. Dort werden unter anderem meteorologische Daten, Bodenfeuchte, Abfluss, Grundwasser, Vegetationsdynamik und stabile Wasserisotope kontinuierlich erfasst.
„Stabile Wasserisotope liefern einen natürlichen ‚Fingerabdruck‘, der Forschenden hilft, die Quellen, die Bewegung und die Verweildauer von Wasser innerhalb der Landschaft nachzuverfolgen“, sagt Prof. Chris Soulsby, Mitautor der Studie und Professor an der University of Aberdeen in Schottland.
Für ihre Analysen kombinierten die Forschenden detaillierte Beobachtungen der Bodenfeuchte und stabiler Wasserisotope mit einem prozessbasierten, isotopengestützten ökohydrologischen Modell. Ergänzt wurde dieser Ansatz durch Telekonnektionsdiagnostik, großräumige Klimareanalyse-Datensätze und Dürreindizes.
Lokale Dürren mit großräumigen Klimamustern verknüpft
Durch diesen integrierten Ansatz konnten die Forschenden die Variabilität der winterlichen atmosphärischen Zirkulation auf kontinentaler Ebene mit der lokalen Entwicklung von Dürren im Boden-Pflanze-Atmosphäre-Kontinuum (SPAC) eines repräsentativen Tiefland-Einzugsgebiets im Norden Deutschlands in Verbindung bringen.
Originalpublikation:
Jiang, C., Soulsby, C., Laudon, H. et al. A positive phase of the winter North Atlantic oscillation is associated with drought in Central Europe the following summer. Commun Earth Environ 7, 538 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03729-z
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dörthe Tetzlaff, IGB
Quelle: Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
