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Trockengebiete breiten sich aus, aber langsamer als gedacht
Mehr trockene Regionen, aber ein überraschend kleinerer globaler Zuwachs: Eine neue Modellstudie projiziert für 2071 bis 2100 je nach Emissionspfad Trockengebiete auf 39,31 bis 40,28 Prozent der irdischen Landfläche. Berücksichtigt die Berechnung den Einfluss steigenden CO₂ auf die Pflanzenverdunstung, fällt die Ausweitung deutlich geringer aus als mit einer herkömmlichen Methode.
Beijing (China). Trockengebiete sind nicht nur Wüsten. Zu ihnen zählen auch aride, semiaride und trocken-subhumide Klimazonen, in denen im Verhältnis zur möglichen Verdunstung und Transpiration wenig Niederschlag fällt. Ihre Grenzen können sich daher verschieben, wenn sich Regen, Temperatur und der Verdunstungsbedarf der Atmosphäre verändern.
Wie stark diese Flächen im Klimawandel wachsen, ist jedoch umstritten. Ein Grund liegt in der Berechnung der potenziellen Evapotranspiration (PET), also der Wassermenge, die unter den jeweiligen Bedingungen maximal durch Boden und Pflanzen an die Atmosphäre abgegeben werden könnte. Viele Projektionen berücksichtigen dabei den Einfluss steigender CO₂-Konzentrationen auf Pflanzen nur unvollständig.
Forscher der Chinese Academy of Forestry (CAF) um Feng Wang haben deshalb die globale Entwicklung der Trockengebiete mit einer CO₂-modifizierten PET-Berechnung untersucht. Das Team kombinierte historische Klimadaten von 1960 bis 2023 mit Projektionen von 19 Klimamodellen aus dem Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) für einen niedrigen, mittleren und hohen Emissionspfad. Als Trockengebiet galt eine Rasterzelle, wenn ihr Ariditätsindex, das Verhältnis von Niederschlag zu potenzieller Evapotranspiration, unter 0,65 lag.
Der entscheidende Zusatz betrifft die Spaltöffnungen der Pflanzen. Bei höherer CO₂-Konzentration können sich diese Stomata teilweise schließen, wodurch Pflanzen weniger Wasser über die Blätter verlieren. Die verwendete Formel bildet diesen physiologischen Effekt über einen höheren Oberflächenwiderstand ab. Zum Vergleich berechneten die Forscher dieselben Szenarien zusätzlich mit einer konventionellen Formel ohne CO₂-Effekt.
Für die Referenzperiode 1994 bis 2023 ergibt die Analyse, dass Trockengebiete 38,58 Prozent der globalen Landfläche bedecken. Zwischen 1960 und 2023 nahm ihre Fläche trotz starker jährlicher Schwankungen im Mittel um rund 39.100 Quadratkilometer pro Jahr zu. Die Zunahme verlangsamte sich allerdings in den jüngeren 30-Jahres-Zeiträumen.
Für 2071 bis 2100 projiziert das Modell je nach Emissionspfad Anteile von 39,31, 39,68 und 40,28 Prozent. Gegenüber der Referenzperiode entspricht das einer zusätzlichen Trockengebietsfläche von 1,09, 1,58 beziehungsweise 2,37 Millionen Quadratkilometern. Die stärkste Ausweitung tritt damit im Szenario mit hohen Emissionen auf. Selbst dort bleibt die berechnete jährliche Zunahme mit rund 32.200 Quadratkilometern unter dem historischen Mittel.
Ohne den CO₂-Effekt auf die PET fällt die Projektion deutlich trockener aus. Im hohen Emissionsszenario steigt der globale Trockengebietsanteil dann auf 42,11 Prozent statt auf 40,28 Prozent. Die Differenz entspricht rund 2,44 Millionen Quadratkilometern. Die Art der Verdunstungsberechnung beeinflusst somit nicht nur die globale Fläche, sondern auch die räumliche Verteilung der Trockenheits-Hotspots.
Besonders auffällig ist der Gegensatz zwischen globaler Bilanz und regionalem Umbau. Im hohen Emissionsszenario wächst der weltweite Trockengebietsanteil gegenüber dem Ausgangszeitraum nur um rund 1,7 Prozentpunkte. Gleichzeitig wechseln aber 14,75 Prozent der globalen Landfläche zwischen den untersuchten Klimazonen. Die Nettozunahme verdeckt daher erhebliche Verschiebungen an den Rändern und innerhalb der Trockengebiete.
Übergänge zu trockeneren Klimazonen sind in allen drei Szenarien insgesamt 1,3- bis 1,7-mal größer als Übergänge zu feuchteren Zonen. Australien steuert in den Modellen die größte Übergangsfläche bei, gefolgt von Brasilien. Ausgeprägte zukünftige Austrocknungs-Hotspots liegen au