Beobachtungen zum Klimawandel: Dürresommer 2022

Fehlende Niederschläge lassen Böden stark austrocknen

Dürre im Sommer 2022: Der Boden speist viele Bäche und Flüsse nicht mehr

Offenbach, 12. August 2022 – Seit Mai 2022 ließ deutlich zu trockene Witterung in Verbindung mit überdurchschnittlichen Temperaturen und Sonnenstunden die Böden stark austrocknen. Dabei nahm die Bodenfeuchte in Deutschland einen ähnlichen Verlauf wie im Dürrejahr 2018. Folglich verursachte die Trockenheit auch wieder zunehmende Auswirkungen auf die Landwirtschaft, wenngleich diese bisher noch nicht ganz so gravierend wie im Jahr 2018 sind. Außerdem herrschte häufig hohe Wald- und Graslandbrandgefahr. Das berichtet der Deutsche Wetterdienst (DWD) über die Auswirkungen der Witterung im bisherigen Sommer 2022.

Austrocknung begann bereits im Frühling
Nach einem großteils überdurchschnittlich nassen Winter waren die Startbedingungen in die Vegetationsperiode 2022 von der Bodenfeuchte her gut. Doch bereits der ungewöhnlich sonnige und niederschlagsarme März sorgte für eine deutlich unter das Mittel sinkende Bodenfeuchte. Im anfangs nasskalten April entspannte sich die Situation vorübergehend, ehe im trockenen und teils schon sommerlich warmen Mai eine zunehmend tieferreichende Austrocknung der Böden begann. Diese setzte sich über den Sommer hinweg mit wenigen Unterbrechungen bis zum jetzigen Zeitpunkt fort. Dabei nahm die Bodenfeuchte der obersten 60 cm im Deutschlandmittel schon seit Mitte April einen ähnlichen Verlauf wie 2018. Die negative Abweichung zum vieljährigen Mittel der Bodenfeuchte wurde in diesem Zeitraum immer größer. Im Monatsmittel für Mai 2022 lag die Bodenfeuchte für sandigen Lehmboden noch bei 58 Prozent nutzbarer Feldkapazität (% nFK) bei einem vieljährigen Mittel von 74 % nFK. Im Juli 2022 waren es nur noch 28 % nFK, das Mittel liegt bei 51 % nFK. Besonders stark trockneten die Böden im Osten und in den Beckenlagen des Südwestens aus, im äußersten Norden und Süden erreichte die Bodenfeuchte hingegen nicht ganz so niedrige Werte.

Der Boden ist teils bis in tiefe Wurzelbereiche komplett ausgetrocknet: Steppenklima in Deutschland

Auswirkungen auf die Pflanzen
Bereits ab Mai machten sich zunehmend Auswirkungen auf die Landwirtschaft und allgemein auf die Pflanzenwelt bemerkbar: Trockenheit und Wärme beeinträchtigten gebietsweise die Blüte und Kornentwicklung bei Getreide. Die kurze, aber extreme Hitze im Juni führte besonders bei Winterweizen zu Schädigungen. Hitze und Trockenheit bewirkten teils auch eine deutlich verfrühte Abreife des Getreides, die sogenannte Notreife. Für die früh reifende Wintergerste und den Raps mit seinem tiefreichenden Wurzelwerk reichte die aus dem Winter stammende Bodenfeuchte meist noch aus, so dass die Ernte teils sogar überdurchschnittlich ausfiel. Späte Getreidesorten wie Winterweizen wurden hingegen gebietsweise stark in Mitleidenschaft gezogen, so dass der Ertrag regional deutlich unter dem mehrjährigen Durchschnitt liegen dürfte. Die Ernte erfolgte rund eine Woche früher als üblich.
Ab Juli hatte die weiter zunehmende Trockenheit zwar kaum noch Auswirkungen auf Getreide, dafür umso mehr auf Mais und Zuckerrüben, deren Wasserbedarf im Laufe des Sommers deutlich ansteigt. Bei diesen Pflanzen wurden in den letzten Wochen immer deutlicher teils irreversible Schäden sichtbar. Inzwischen wird in einigen Regionen der erste Körnermais als Silomais gehäckselt, um wenigstens die Grünmasse noch retten zu können, denn der Kornertrag wäre erheblich zu niedrig. Auch Grünland verdorrte zusehends und wird seinem Namen vielerorts nicht mehr gerecht; gebietsweise fiel einer der üblichen Grünlandschnitte aus. Auch bei vielen Bäumen und Sträuchern wurde der Trockenstress immer deutlicher sichtbar. Im Obstbau kamen teils Schäden durch Überhitzung der Früchte bei gleichzeitigem Wassermangel hinzu – sogenannter Sonnenbrand. Mitunter zeigten aber auch die Blätter von Laubbäumen Sonnenbrandschäden. „Wir haben aktuell einen sehr ähnlichen Verlauf der Bodenfeuchte wie im Jahr 2018“, so Dr. Udo Busch, Leiter der Abteilung Agrarmeteorologie beim DWD. „Die Böden zeigen in weiten Teilen Deutschlands eine extreme Trockenheit, die nicht nur der Landwirtschaft große Probleme bereitet. Auch Verkehrsträger wie die Schifffahrt sind aufgrund von Niedrigwasser betroffen. Die Folgen, unter anderem für die Wälder, die eventuell ein viertes Trockenjahr innerhalb von fünf Jahren überstehen müssen, können wir heute noch gar nicht abschätzen.“ 

Schon ab März überdurchschnittlich hohe Waldbrandgefahr
Während sich eine für die Pflanzenwelt relevante Trockenheit über einige Wochen aufbaut, führt schon eine Reihe sonniger und warmer Tage zu hoher Waldbrandgefahr. Dies liegt daran, dass die auf dem Waldboden aufliegende Streuschicht, bestehend aus abgestorbenen Blättern und Nadeln, innerhalb weniger Tage austrocknen kann und damit reichlich zündfähiges Material vorhanden ist. So stieg der 5-stufige Waldbrandgefahrenindex des DWD bereits im anhaltend trockenen März häufig auf die Stufe 4 (hohe Gefahr) – im Deutschlandmittel so oft wie in keinem März der letzten Jahrzehnte. Ab Mai bestand regional und zeitweise wieder hohe (Stufe 4), gelegentlich auch sehr hohe Waldbrandgefahr (Stufe 5). Ab etwa Mitte Juli bis jetzt wurde gehäuft und teils für einige Tage am Stück sowie für weite Teile Deutschlands eine hohe bis sehr hohe Waldbrandgefahr berechnet. In diesem Zeitraum entstanden dann auch vermehrt Waldbrände, vor allem in den östlichen Bundesländern brannten sogar mehrere 100 Hektar Wald. Auch der Graslandfeuerindex, der die Brandgefahr von offenem Grasland mit einem abgestorbenen Grasanteil einschätzt, erreichte häufig großflächig Stufe 4 (hoch) und an den besonders heißen Tagen auch Stufe 5 (sehr hoch). Besonders bei der Getreideernte kam es durch Funkenflug zu einigen Bränden reifer und damit trockener Getreide- oder Stoppelfelder.

Quelle: Deutscher Wetterdienst DWD

Beobachtungen zum Klimawandel: Trockenheit im Sommerhalbjahr 2020

Sommer 2020 – staubtrockene Böden das dritte Jahr in Folge

Offenbach, 14. Oktober 2020 – Obwohl sich der Sommer 2020 über weite Strecken wechselhaft präsentierte, waren ausgetrocknete Böden und deren Auswirkungen vor allem für die Landwirtschaft erneut ein großes Thema. Ursache der Trockenheit war das sehr niederschlagsarme Frühjahr 2020. Es brachte nur etwa die Hälfte der üblichen Regenmenge und war damit das sechsttrockenste seit Aufzeichnungsbeginn 1881. Der Sommer erreichte dann zwar – über Deutschland gemittelt – fast das vieljährige Niederschlagsmittel, konnte damit aber das Bodenwasserdefizit kaum verringern. Im Vergleich zu den üblichen Werten fiel der Sommer im Westen Deutschlands am trockensten aus. Das berichtet der Deutsche Wetterdienst (DWD) über die Entwicklung der Bodenfeuchte im Sommerhalbjahr 2020.

Im Frühling 2020 abermals starke Trockenheit
Nach dem sehr nassen Februar waren die Bodenwasservorräte im Großteil Deutschlands zumindest bis in 60 cm Tiefe aufgefüllt, nur etwa vom Thüringer Becken bis zur Lausitz erfolgte in dieser Schicht keine komplette Auffüllung. Von Mitte März bis Ende April setzte sich jedoch sehr niederschlagsarme, sonnige und häufig windige Witterung durch. Sie sorgte für erneute Wasserknappheit in der Vegetationsperiode 2020. Bis Ende April trockneten vor allem die obersten Bodenschichten stark aus. Im Deutschlandmittel lag die Bodenfeuchte (unter Gras und sandigem Lehm) im April in 0 bis 60 cm Tiefe mit nur 68 Prozent nutzbarer Feldkapazität (nFK) (*) so niedrig wie noch nie in einem April seit 1991. Wintergetreide zeigte im Laufe des Aprils erste Trockenstresssymptome und die frisch ausgesäten Sommerkulturen liefen vielerorts nur langsam und ungleichmäßig auf. Vor allem in der zweiten Monatshälfte kam es zu mehreren, teils großflächigen Waldbränden. Im Mai 2020 schwächten besonders in der Südosthälfte gelegentliche Niederschläge die Trockenheit etwas ab. Aufgrund der insgesamt deutlich unterdurchschnittlichen Regenmengen im Mai verringerte sich das Defizit der Bodenfeuchte gegenüber dem April aber kaum.

Sommer 2020: Durchwachsen aber trotzdem vielerorts zu trocken
Der Sommer erhielt zwar rasch das Etikett „typisch mitteleuropäischer Schaukelsommer“. Dies galt aber vor allem für die Temperaturen – weniger für die Niederschläge – und schloss den heißen August noch nicht mit ein. Letztlich lagen die Temperaturen um fast 2 Grad höher als im Mittel 1961-1990. Zu Sommerbeginn waren die Böden deutlich trockener als üblich. Der durchschnittlich nasse und nur leicht zu warme Juni konnte das Bodenwasserdefizit verringern und vielerorts Ernteeinbußen bei Raps und Getreide verhindern. Im Gegensatz dazu war der Juli mit nur rund zwei Dritteln des Niederschlagssolls im Deutschlandmittel markant zu trocken. Somit sank die Bodenfeuchte deutlich ab. Mais, Zuckerrüben, Grünland, Obstgehölze und die Wälder litten zunehmend unter der Trockenheit, Getreide war hingegen kaum noch betroffen. Am stärksten waren die Auswirkungen in den besonders trockenen Regionen vom Südwesten Deutschlands bis nach Sachsen. In Südbayern und im äußersten Norden war die Wasserversorgung der Pflanzen hingegen meist gut.

Im heißen und zunächst sehr niederschlagsarmen August verschärfte sich die Bodentrockenheit rasch. Die Feuchte sank auf die niedrigsten Werte der Saison 2020 – im Flächenmittel auf 53 Prozent nFK in den obersten 60 cm. In weiten Landesteilen waren die Böden noch etwas trockener, südlich der Donau hingegen weitaus feuchter. Im zweiten Monatsdrittel sorgten zahlreiche Gewitter vielerorts, aber nicht überall für leichte Entspannung. Lokal führte Starkregen sogar zu Überflutungen und Erosion, weil der ausgedörrte Boden die plötzlichen Wassermassen kaum aufnehmen konnte. Gegen Monatsende feuchtete kühles und teils nasses Wetter die obersten Bodenschichten an und begünstigte die Rapsaussaat.

Die Trockenheit zog sich bis in den Herbst
Im September setzt sich jedoch nochmals anhaltend trockenes und sehr warmes bis heißes Wetter durch. Die Feuchtigkeit in den obersten Bodenschichten verdunstete rasch wieder, darunter blieben die Böden weiterhin stark ausgetrocknet. Damit dauerte die Durststrecke bei den Wäldern an. Erst im letzten Monatsdrittel stellte sich eher nasses Herbstwetter ein, womit die Feuchte in den obersten Bodenschichten nachhaltig zunahm. Es bestanden gute Bedingungen zur Aussaat von Wintergetreide. Allerdings sind tiefere Bodenschichten derzeit vielerorts immer noch sehr trocken. Der Witterungsverlauf der kommenden Wochen und Monate wird darüber entscheiden, wie schnell und in welchem Ausmaß diese Schichten mit Bodenwasser aufgefüllt werden und wann der Trockenstress für die Wälder endet.

Mittlere Bodenfeuchte August 2018 (in 0 – 60 cm Tiefe unter Gras und sandigem Lehm) in % nutzbare Feldkapazität (% nFK). Mehr Infos über nFK

Mehr Infos über nFK

Mittlere Bodenfeuchte August 2019 (in 0 – 60 cm Tiefe unter Gras und sandigem Lehm) in % nutzbare Feldkapazität (% nFK).
Mittlere Bodenfeuchte August 2020 (in 0 – 60 cm Tiefe unter Gras und sandigem Lehm) in % nutzbare Feldkapazität (% Trockenheit nFK).

Quelle: DWD

Basics: Nutzbare Feldkapazität (nFK)

Boden kann Wasser speichern. Er ist in der Lage einen Teil des Niederschlagswassers entgegen der Schwerkraft zu halten. Der Rest sickert in tiefere Zonen, letztlich bis in das Grundwasser (Gravitationswasser). Verantwortlich für die Wasserspeicherung des Bodens sind seine Festhaltekräfte (Adsorptions- und Kapillarkräfte).

Aber nicht das gesamte Bodenwasser kann durch die Pflanzen genutzt werden, da die Festhaltekräfte teilweise höher sind, als die Saugkraft der Pflanzenwurzel. Deshalb ist es möglich, dass auf einem noch feuchten Boden eine Pflanze kein Wasser mehr aufnehmen kann, also der sog. Permanente Welkepunkt erreicht ist. Die Pflanzen in gemäßigten Zonen sind in der Lage, maximal 1,5 MPa Saugspannung aufzubauen. Ist die Wasseraufnahme der Pflanze mit dieser Maximalsaugspannung erschöpft, ist der Permanente Welkepunkt mit dem Zelltod der Pflanze erreicht. Das restliche Haftwasser ist nicht mehr pflanzenverfügbar und verbleibt im Boden. Diese Situation ist vergleichbar mit einem noch feuchten Schwamm, der aber durch Auspressen kein Wasser mehr abgibt.

Generell gilt: Je kleiner die Bodenteilchen, desto höher ist die Festhaltekraft des Bodenwassers, dafür aber umso geringer ist die Wasserabgabe an die Pflanzenwurzel.

Sand (S)
2 – 0,063 mm
Schluff (U)
0,063 – 0,002 mm
Ton (T)
< 0,002 mm
Durchlässigkeit für Wasser ++
Wasserspeicherung+/-++
Wasserabgabe an die Pflanze++-/+
Bodenbearbeitung++-/+
Also: Der grobe Sand kann nur wenig Wasser speichern, gibt dieses aber sehr gut an die Pflanze ab. Umgekehrt der feine Ton, er kann sehr gut Wasser speichern, gibt aber nur wenig an die Pflanze ab.

Das für die Pflanze nutzbare Wasser kann mit einem Tensiometer gemessen und damit die Nutzbare Feldkapazität (nFK) des Bodens bestimmt werden.

Das pflanzenverfügbare Wasser kann ganz einfach mit einem Tensiometer (ca. 50€) gemessen werden. Die Tonkerze des Tensiometers hat die selben physikalische Eigenschaften einer Pflanzenwurzel (Foto: Fa. Stelzner)

Folgende Werte können als Anhaltspunkte bei der Nutzbaren Feldkapazität genannt werden:

Nutzbare Feldkapazität (nFK)
(pflanzenverfügbares Bodenwasser)
Wirkung auf Pflanzen (der gemäßigten Zonen)
0% permanenter Welkepunkt (Zelltod)
< 30 %Trockenstress
< 50 %beginnender Trockenstress
< 60 %Pflanzen beginnen ihren Wasserverbrauch zu reduzieren
60% – 80%ausreichende Wasserversorgung
80% – 100%optimale Wasserversorgung
100% – 120%einsetzender Sauerstoffmangel, Bodenporen beginnen mit Wasser geflutet zu werden
> 120%Überversorgung, Sauerstoffmangel wegen kompletter Wasserfüllung der Bodenporen

Über den Wassergehalt des Bodens kann sich jeder Nutzer tagesaktuell informieren: Dürremonitor des Helmholtzzentrum für Umweltforschung