In de afgelopen 20 jaar, Centraal-Europa heeft zes zomerse hittegolven en droogtes meegemaakt. Tot nu, echter, het was onduidelijk welke factoren tot deze extreme gebeurtenissen leidden. Onderzoekers van twee Helmholtz-centra (AWI &UFZ) hebben nu ontdekt dat in Centraal-Europa, temperatuur- en neerslagpatronen in april spelen een cruciale rol bij het bepalen of de bodem in de volgende zomer al dan niet droger is dan gemiddeld. Als de april te warm is, met weinig neerslag, een groot deel van het in de bodem opgeslagen vocht verdampt, waardoor een zomerse droogte waarschijnlijker wordt. Het team heeft ook een van de redenen geïdentificeerd voor de herhaalde droge aprilmaanden en het daarmee gepaard gaande verhoogde risico op droogte. Afnemende temperatuurverschillen tussen de Noordpool en de middelste breedtegraden leiden tot een verschuiving van de straalstroom en de vorming van een blokkerend hogedruksysteem boven de Noordzee en delen van Duitsland. Dit betekent op zijn beurt dat het aprilweer in Midden-Europa veel te warm en droog wordt, zoals de onderzoekers rapporteren in een studie die vandaag is gepubliceerd in de Nature Partner Journals npj Klimaat en Atmosferische Wetenschap .

Monica Ionita, een klimatoloog en expert op het gebied van weersvoorspellingen bij het Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI), kan het zich nog goed herinneren:eind april 2018 het was zo warm in Bremen dat ze voor haar dochter een peuterbadje in de tuin zette, hoewel het veel te vroeg had moeten zijn om buiten rond te spetteren. Ze weet nu dat de toenmalige lentehittegolf de aanzet gaf voor de volgende zomer, een van de droogste in de geschiedenis van Centraal-Europa.

"Sinds de eeuwwisseling Centraal-Europa heeft te maken gehad met herhaalde zomerhittegolven en droogtes, die voor miljoenen euro's schade hebben veroorzaakt. Daten, pogingen om dergelijke extreme gebeurtenissen correct te voorspellen, zijn mislukt omdat de invloed van de lente is onderschat. Daarom hebben we besloten om de verbanden tussen het weer in het voorjaar en dat in de daaropvolgende zomer – voor de hele periode waarvoor voldoende gegevens beschikbaar zijn – goed te onderzoeken. Met andere woorden, de laatste 140 jaar, ’, melden de deskundigen.

De cruciale rol van april:gebrek aan regen in combinatie met hitte zorgt ervoor dat de bodem uitdroogt

Voor de analyse, Monica Ionita en haar collega's gebruikten zowel klimaat- (en hydrologische) modeloutputs als statistische methoden die de AWI-onderzoekers hebben ontwikkeld; en was al met succes toegepast in langetermijnprognoses van rivierwaterstanden. De bevindingen laten zien:in de afgelopen 14 jaar, de temperatuur- en neerslagtrends in april zijn fundamenteel veranderd. "Terwijl er in de maanden maart en mei in de periode 2007 tot 2020 weinig veranderde, April was gemiddeld 3 graden Celsius warmer dan de referentieperiode 1961 tot 2000. In extreme jaren zoals 2018, in april was het zo warm dat de in de winter gevallen sneeuw vrijwel verdampte voordat het de kans kreeg om in de vorm van smeltwater in de bodem af te vloeien. Verder, sinds 2007, in de meeste regio's van Midden-Europa is er slechts half zoveel regen gevallen als in de referentieperiode, ' legt Ionita uit.

In de afgelopen 14 jaar, het uitblijven van neerslag was slechts een van de problemen:"Oplopende temperaturen in april hebben ertoe geleid dat het in de bodem opgeslagen vocht verdampt. in het voorjaar was er al een duidelijk gebrek aan vocht in de bodems van Centraal-Europa, vooral in Duitsland. Als een regel, dit tekort kon in de zomer niet worden gecompenseerd. Met andere woorden:de zomerdroogte in de bodem was al in april voorgeprogrammeerd, " voegt Rohini Kumar toe, een hydroloog bij het Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) in Leipzig en co-auteur van de nieuwe studie.

De oorzaken van droge bronnen in Centraal-Europa

Maar welke weersomstandigheden boven Centraal-Europa veroorzaken de herhaalde recordhoge temperaturen en droge perioden in april? "Onze analyse laat zien dat zich in die periode een blokkerend hogedruksysteem heeft gevormd boven de Noordzee en delen van Duitsland, en dit leidde de straalstroom naar het noorden, resulterend in perioden van zonnig en droog weer in Centraal-Europa die tot twee weken aanhouden, " legt Ionita uit. Er was ook een fase met even weinig neerslag in april in de periode van 1881 tot 1895. Maar toen was het niet zo warm, wat betekende dat er minder vocht uit de bodem verdampte en dat er niet de langetermijneffecten waren die we vandaag zien. "De ernstige gevolgen van deze droge lenteperiodes zijn grotendeels te wijten aan de stijgende luchttemperaturen, ", zegt Ionita.

We kunnen nog niet zeggen of het blokkeren van hogedruksystemen in de toekomst het weer in april in Centraal-Europa zal bepalen, aangezien het klimaat onderhevig is aan natuurlijke schommelingen. Maar in hun studie de wetenschappers konden één belangrijke drijfveer identificeren:"Een reden voor de vorming van stabiele hogedrukgebieden is de afnemende temperatuurverschillen tussen de Arctische en de middelste breedtegraden in het voorjaar. Onder deze omstandigheden, de jetstream die het weer in Centraal-Europa beheerst, volgt een zigzaggende koers, waardoor het hogedruksysteem zich over de Noordzee kan vestigen, ' voegt Ionita toe.

Volgens klimaatscenario's deze beginvoorwaarden zullen zich ook in de toekomst voordoen. Echter, Hogedruksystemen zullen zich minder vaak vormen (minder waarschijnlijk) als we erin slagen de klimaatdoelen van Parijs te halen en de opwarming van de aarde te beperken tot 1,5 graden Celsius in 2100. "Als de temperatuurstijgingen dit doel overschrijden, het is zeer waarschijnlijk dat zich dergelijke hogedrukgebieden zullen vormen. In Centraal-Europa, de maand april zal warmer en droger blijven dan 20-30 jaar geleden, zo de weg vrijmaken voor grootschalige watertekorten en droge bodems de hele zomer lang, ’ waarschuwt de AWI-onderzoeker.

"Een dergelijke ontwikkeling zou grote effecten hebben op de waterhuishouding van de bodem en de bijbehorende ecosysteemdiensten, " zegt Kumar, toe te voegen:"In de afgelopen jaren hebben we hebben in heel Centraal-Europa een reeks zomerse droogtes gezien, met ernstige gevolgen voor de productiviteit van planten en lage waterstanden in rivieren. Inzicht in de omstandigheden waaronder dergelijke droge perioden optreden, is van vitaal belang om voorzorgsmaatregelen en preventieve maatregelen op tijd te implementeren."