{"id":90405,"date":"2023-04-10T02:37:00","date_gmt":"2023-04-10T00:37:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=90405"},"modified":"2023-04-16T10:18:12","modified_gmt":"2023-04-16T08:18:12","slug":"deutschland-wasserverlust-von-152-milliarden-tonnen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/deutschland-wasserverlust-von-152-milliarden-tonnen\/","title":{"rendered":"Deutschland: Wasserverlust von 15,2 Milliarden Tonnen"},"content":{"rendered":"\n

Deutschland verlor in den letzten zwanzig Jahren durchschnittlich 760 Mio. Tonnen Wasser pro Jahr. Die letzten f\u00fcnf Jahre in Deutschland waren von massiven Sommerd\u00fcrren gepr\u00e4gt. Es ging sehr viel Wasser verloren. <\/p>\n\n\n\n

Nur: Wie hoch die Verluste genau waren und ob sich daraus ein Trend f\u00fcr die Zukunft ableiten l\u00e4sst, sind nach wie vor offene Fragen. Ein Team des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) hat nun gemeinsam mit Forschenden der Universit\u00e4t Bonn und des Forschungszentrums J\u00fclich die Jahre von 2002 bis 2022 genauer untersucht. Ihr Fazit: Im Durchschnitt hat Deutschland jedes Jahr 760 Millionen Tonnen (0,76 Kubikkilometer) Wasser verloren \u2013 sei es durch abnehmende Bodenfeuchte, schwindendes Grundwasser, abgeschmolzene Gletscher oder gesunkene Wasserspiegel. Die Studie beruht in erster Linie auf Daten der Satellitenmissionen GRACE (2002 bis Missionsende 2017) und GRACE-Follow On (seit 2018 aktiv). <\/p>\n\n\n\n

Das Besondere dieser Studie ist, dass die Forschenden vier verschiedene Auswertemethoden verglichen haben und damit zu einem deutlich geringeren Wasserverlust kamen als andere Auswertungen der Satellitendaten, die lediglich auf einer einzigen Methode beruhten. Der gesamte Wasserspeicher (auf Englisch Terrestrial Water Storage, TWS) hat demnach in den zwei Jahrzehnten um zusammengerechnet 15,2 Kubikkilometer abgenommen. Zum Vergleich: Der Wasserverbrauch aller Sektoren \u2013 Industrie, Landwirtschaft, Privathaushalte \u2013 in Deutschland betr\u00e4gt rund 20 Kubikkilometer pro Jahr. Um verl\u00e4sslich einen Trend absch\u00e4tzen zu k\u00f6nnen, sei der Zeitraum jedoch zu kurz und zu stark von verschiedenen Extremen gepr\u00e4gt, schreiben die Forschenden in der April-Ausgabe der Fachzeitschrift \u201eHydrologie & Wasserbewirtschaftung (HyWa)\u201c.<\/p>\n\n\n

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R\u00e4umliche Verteilung der Anomalien der Gesamtwasserspeicherung (TWS) f\u00fcr Deutschland aus den Satellitendaten von GRACE und GRACE-FO in den Monaten mit der gr\u00f6\u00dften positiven Anomalie (links) und der gr\u00f6\u00dften negativen Anomalie (Mitte) relativ zum langj\u00e4hrigen Monats-Mittelwert von TWS sowie die Differenz zwischen den beiden Monaten (rechts). (Quelle: G\u00fcntner et al. (2023); Hydrologie & Wasserbewirtschaftung, 67, (2), 74-89. DOI: 10.5675\/HyWa_2023.2_1)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
Hintergrund: Bestimmung von Schwerefeld und Wassermassen der Erde aus Satellitendaten<\/h5>\n\n\n\n

Die Satellitenmissionen GRACE (2002 bis Missionsende 2017) und GRACE-Follow On (seit 2018 aktiv) sind einzigartig. Die Satelliten-Tandems vermessen die Erdanziehungskraft, das so genannte Schwerefeld, und dessen \u00c4nderungen global auf Monatsbasis. Aus diesen Schwerefelddaten lassen sich Massenverlagerungen erkennen, die wiederum R\u00fcckschl\u00fcsse auf Ver\u00e4nderungen im Wasserkreislauf erlauben, also beispielsweise das Abschmelzen von Gletschern oder das Entleeren von Grundwasserspeichern. Erstmals ist es damit zum Beispiel gelungen, den Eismassenverluste Gr\u00f6nlands und der Antarktis zu quantifizieren. Der gro\u00dfe Vorteil dieser Art von Messung: Sie erfasst auch Grundwasserleiter, die tief unter der Erdoberfl\u00e4che verborgen sind. Der Nachteil: Die r\u00e4umliche Aufl\u00f6sung der Schwerefelddaten ist vergleichsweise grob: rund 300 mal 300 Kilometer. Verl\u00e4ssliche Aussagen lassen sich daher nur f\u00fcr Gebiete von rund 100.000 Quadratkilometern Gr\u00f6\u00dfe treffen, das entspricht etwa der Fl\u00e4che der ehemaligen DDR.<\/p>\n\n\n\n

Neue Analyse verschiedener Datenreihen f\u00fcr Deutschland (2002-2022)<\/h5>\n\n\n\n

Ein Team von Forschenden unter der Leitung von Andreas G\u00fcntner vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ hat jetzt erstmals f\u00fcr Deutschland einen detaillierten \u00dcberblick \u00fcber die von den Satelliten gemessenen \u00c4nderungen des Gesamtwasserspeichers der letzten zwanzig Jahre ver\u00f6ffentlicht. Beteiligt waren Kolleg:innen mehrerer GFZ-Sektionen sowie Forschende aus dem Institut f\u00fcr Geod\u00e4sie und Geoinformation der Universit\u00e4t Bonn und aus dem Forschungszentrum J\u00fclich.<\/p>\n\n\n\n

Unterschiede in der Auswertung der Daten<\/h5>\n\n\n\n

F\u00fcr die Auswertung der Daten \u2013 sowohl was die Bestimmung des Schwerefeldes betrifft als auch daraus abgeleitet die Bestimmung der gespeicherten Wassermassen \u2013 muss eine ganze Reihe von st\u00f6renden Effekten herausgerechnet werden. So sind die 300 mal 300 Kilometer messenden Datenfl\u00e4chen naturgem\u00e4\u00df nicht scharf abgegrenzt, denn der Einfluss der Schwerkraft auf die Satelliten l\u00e4sst sich nicht auf klar definierte Segmente der Erde zur\u00fcckf\u00fchren wie etwa bei einem Satellitenbild. Das zeigt sich etwa darin, dass der Schwerefeldeffekt abschmelzender Alpengletscher auch die Messungen f\u00fcr die Wasservorkommen im Alpenvorland \u00fcberlagert (der Effekt wird \u201eLeakage\u201c genannt): Wenn die Gletschermassen schwinden, sieht es f\u00fcr die Satelliten so aus, als ob auch weiter entfernte Wassermassen verschwunden seien. Au\u00dferdem \u00e4ndert sich das Schwerefeld der Erde auch, ohne dass sich akut Wassermassen ver\u00e4ndern. Ein solcher Effekt ist beispielsweise, dass sich in manchen Regionen nach dem Verschwinden der eiszeitlichen Gletscher heute noch die Erdkruste hebt.<\/p>\n\n\n\n

Je nach Prozessierungsmethoden und korrigierenden Faktoren ergeben sich leicht unterschiedliche Werte f\u00fcr das Schwerefeld und dessen Variationen. Die Forschenden nutzten f\u00fcr ihre Studie vier Datenreihen: die GFZ-eigene, eine aus mehreren Datenreihen berechnete Kombinationsl\u00f6sung der Uni Bern (COST-G genannt), eine der Universit\u00e4ten Graz und Bonn (ITSG\/UB) und eine vom Jet Propulsion Laboratory der NASA (JPL Mascons). Zus\u00e4tzlich nutzten sie Niederschlagsdaten und Computermodelle des FZ J\u00fclich, die die Ver\u00e4nderung des Gesamtwasserspeichers simulierten.<\/p>\n\n\n\n

Ergebnisse im Vergleich<\/h5>\n\n\n\n

\u00dcber weite Teile des Beobachtungszeitraums, insbesondere in den Jahren zwischen 2004 und 2015, stimmen die Ergebnisse aller vier Datens\u00e4tze f\u00fcr die Schwerefeld\u00e4nderungen gut \u00fcberein. Unterschiede gab es vor allem zu Beginn und am Ende der Zeitreihen. Das Jahr 2002 war von extremen Niederschl\u00e4gen insbesondere in S\u00fcd- und Ostdeutschland gepr\u00e4gt. Die verheerenden Hochwasser an der Donau und der Elbe ereigneten sich im August 2002. Und am Ende des Untersuchungszeitraums stehen die trockenen Jahre seit 2018. In beiden Extremf\u00e4llen zeigte vor allem die NASA-JPL-Datenreihe gr\u00f6\u00dfere Ausschl\u00e4ge nach oben und unten. Auch die jahreszeitlichen Unterschiede zwischen dem Maximum der Wasserspeicherung im Winter und dem Minimum im Sommer fallen bei der NASA-JPL-Reihe am st\u00e4rksten aus.<\/p>\n\n\n\n

Vorsicht bei der Interpretation geboten<\/h5>\n\n\n\n

Die Forschenden mahnen daher zu Vorsicht bei der Interpretation von Auswertungen, die lediglich auf einer Datenreihe beruhen, und weisen insbesondere auf besondere Empfindlichkeit f\u00fcr Flut- oder D\u00fcrre-Extreme bei der NASA-JPL-Mascons-Reihe hin. Sie vermuten die Ursache in unterschiedlichen Prozessierungsverfahren und bei der Korrektur des \u201eLeakage\u201c-Effekts.<\/p>\n\n\n\n

Diskussion fr\u00fcherer Publikation: 0,76 versus 2,5 Kubikkilometer durchschnittlicher Wasserverlust pro Jahr in Deutschland<\/h5>\n\n\n\n

Es waren jedoch ausgerechnet diese Datenreihe und Schlussfolgerungen daraus, die im vergangenen Jahr zu einem gro\u00dfen Medienecho gef\u00fchrt hatten: Deutschlands Gesamtwasserspeicher verliere fast 2,5 Kubikkilometer Wasser pro Jahr, hatte es gehei\u00dfen, besonders betroffen sei der S\u00fcdwesten. Der Vergleich mit anderen Auswerteverfahren zeigt nun: Es sind vermutlich nur 0,76 Kubikkilometer, also knapp ein Drittel des \u00fcber die JPL-Mascons-Reihe bezifferten Verlusts. Und besonders in der N\u00e4he der Alpen m\u00fcsse man den Schwerefeld-Effekt abschmelzender Gletscher (Leakage) zus\u00e4tzlich in Betracht ziehen.<\/p>\n\n\n\n

Schlussfolgerung und Notwendigkeit zur Verl\u00e4ngerung der Datenreihen<\/h5>\n\n\n\n

Trotz der niedrigeren Werte gibt der Leitautor der Studie, Andreas G\u00fcntner, zu bedenken: \u201eDie Beobachtungen aus allen Datens\u00e4tzen zeigen, dass ein Jahr mit h\u00f6heren Niederschl\u00e4gen wie 2021 nicht ausreicht, um die Defizite der Wasserspeicherung, die sich \u00fcber den l\u00e4ngeren Zeitraum angesammelt haben, wieder auszugleichen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Auch bei Prognosen raten die Forschenden zur Vorsicht. Mitautorin Helena Gerdener von der Universit\u00e4t Bonn mahnt: \u201eDa es in den zwanzig Jahren der bisherigen Datenerhebung einige auff\u00e4llige Extreme gegeben hat, ist eine Aussage zu einem langfristigen Trend nur schwer zu treffen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Umso wichtiger sei die Kontinuit\u00e4t der Messreihe, schreiben die Forschenden. Eine Fortsetzung der GRACE- und GRACE-FO-Missionen wird bereits geplant und soll 2028 ins All starten.<\/p>\n\n\n\n