Klimaforschung: Die Dürre-Angst ein Rechenartefakt – keine Beschleunigung der globalen Dürre nachweisbar

Es ist eine jener Meldungen, die seit Jahren durch die Medien geistern: Die Dürren werden immer schlimmer, die Klimaerwärmung beschleunigt die Austrocknung der Kontinente, und bald schon werden ganze Landstriche unbewohnbar sein.

Wer die einschlägigen Berichte liest, könnte meinen, die wissenschaftliche Frage sei längst entschieden. Eine neue Studie von Jiameng Xu mit dem Titel „Global drought shows no detectable recent acceleration under climate warming“ (Die weltweite Dürre zeigt unter den Bedingungen der Klimaerwärmung keine nachweisbare Beschleunigung in jüngster Zeit), erschienen in Communications Earth & Environment, rüttelt nun an genau dieser Gewissheit. Ihr Befund ist bemerkenswert: Über nahezu 99 Prozent der globalen Landfläche lässt sich unter dem aktuellen Klimaerwärmungstrend „keine signifikante Beschleunigung der Dürre“ nachweisen.

Die vielbeschworene „Dürre-Apokalypse“ entpuppt sich zu einem erheblichen Teil als methodisches Artefakt – als Folge einer spezifischen Berechnungsmethode, die systematisch zu viel Trockenheit produziert.

Es geht um die Rechtfertigung milliardenschwerer politischer Programme und um die Frage, wie belastbar die Modelle sind, auf denen derartige Entscheidungen ruhen. Und es geht einmal mehr um ein Muster, das man aus der Klimadebatte nur zu gut kennt: Eine einzelne Studie mit alarmierenden Ergebnissen wird zum Narrativ erhoben, während die methodischen Unsicherheiten, die ihr zugrunde liegen, geflissentlich übergangen werden.

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Der Streit um die „potenzielle Evapotranspiration“

Im Zentrum der neuen Arbeit steht ein Fachbegriff, der sperrig klingt, aber entscheidend ist: die potenzielle Evapotranspiration (PET). Gemeint ist die Menge an Wasser, die theoretisch verdunsten könnte, wenn genügend Wasser vorhanden wäre. Diese Größe lässt sich nicht direkt messen – sie muss aus meteorologischen Variablen berechnet werden. Und genau hier liegt der Hund begraben.

Die Autoren der Studie haben sechs verschiedene Berechnungsverfahren für die PET verglichen und daraus den Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) abgeleitet, den weltweit gebräuchlichsten Dürreindikator  (zur Herleitung siehe Methods, Abschnitt „Drought index“).

Die Verfahren lassen sich in zwei Familien unterteilen: die sogenannten Penman-Typ-Methoden und die energiebasierten Methoden. Die Penman-Ansätze, benannt nach dem britischen Physiker Howard Penman, berücksichtigen sowohl Strahlungsenergie als auch aerodynamische Prozesse – also Wind und Luftfeuchtigkeit. Sie sind weit verbreitet, weil sie physikalisch umfassend erscheinen. Doch sie haben einen entscheidenden Konstruktionsfehler: Sie gehen von einer „unbegrenzt feuchten Oberfläche“ aus, wie sie etwa bei einer bewässerten Grasfläche oder einem Verdunstungsbecken gegeben ist .

Auf kontinentaler Ebene, über wasserlimitierten Regionen, führt diese Annahme systematisch zu einer Überschätzung der Verdunstungsnachfrage. Der Grund: Wenn der Boden trocken ist, sinkt die tatsächliche Verdunstung, die Luftfeuchtigkeit in der Grenzschicht nimmt ab, und die Lufttemperatur steigt. Die Penman-Methoden aber behandeln Luftfeuchtigkeit und Dampfdruckdefizit als quasi-statische, von der Oberfläche unabhängige Größen. Sie ignorieren damit die Rückkopplung zwischen Landoberfläche und Atmosphäre. Und weil die Beziehung zwischen Temperatur und Sättigungsdampfdruck nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung exponentiell verläuft, übersetzt sich jede Erwärmung in einen überproportionalen Anstieg des berechneten Verdunstungsdrucks – der dann als „beschleunigte Dürre“ interpretiert wird.

Die energiebasierten Methoden hingegen begrenzen die Verdunstung durch die tatsächlich verfügbare Strahlungsenergie an der Oberfläche. Sie tragen damit den physikalischen Rückkopplungen Rechnung: Wenn eine trockene Oberfläche befeuchtet wird, verdunstet mehr Wasser, die Grenzschicht wird feuchter, die relative Luftfeuchtigkeit steigt, und der weitere Anstieg der Verdunstung wird gebremst. Das Ergebnis sind physikalisch konsistente Dürreindizes, insbesondere in ariden und semiariden Regionen .

Die Zahlen: Ein Unterschied um den Faktor sechs

Die Quantifizierung dieses Methodenstreits fällt dramatisch aus. Über den Zeitraum 1981 bis 2024 zeigt der flächengewichtete globale SPEI-Trend nach den Penman-Methoden einen Rückgang von −0,0084 pro Jahr – ein statistisch hochsignifikanter Wert, der eine deutliche Verschärfung der Dürre anzeigt. Nach den energiebasierten Methoden schrumpft dieser Trend auf −0,0014 pro Jahr, also auf weniger als ein Sechstel.

Noch krasser fällt der Unterschied bei der von Dürre betroffenen Fläche aus. Die Penman-Methoden zeigen einen Anstieg von 0,24 Prozent pro Jahr, die energiebasierten Methoden nur 0,03 Prozent pro Jahr – ein Unterschied um den Faktor acht. Bei der Frage, wie viel Landfläche signifikant austrocknet, ergibt sich ein noch deutlicheres Bild: Nach den Penman-Indizes sind es 44,4 Prozent der quasi-globalen Landfläche (zwischen 50° Süd und 50° Nord), nach den energiebasierten Indizes nur 26,8 Prozent. Anders formuliert: Fast die Hälfte der mit Penman-Methoden diagnostizierten Austrocknungssignale verschwindet, sobald man die physikalischen Rückkopplungen berücksichtigt. Es handelt sich also nicht um ein reales ökohydrologisches Signal, sondern um ein Rechenartefakt.

Besonders aufschlussreich ist die Attributionsanalyse, mit der die Autoren den Beitrag von Niederschlag und PET zum Gesamttrend zerlegen. Bei den Penman-Methoden entfällt fast die Hälfte des Dürretrends (47,5 Prozent) auf die PET – ein Anteil, der nahezu gleichauf mit dem Niederschlag liegt (52,5 Prozent). Bei den energiebasierten Methoden halbiert sich dieser Anteil auf 25 Prozent, und der Niederschlag rückt wieder in seine fundamentale Rolle als dominanter Treiber (75 Prozent) langfristiger hydroklimatischer Veränderungen.

Mit anderen Worten: Die Penman-Methoden blasen den Einfluss der Temperatur auf die Dürre künstlich auf und verschieben das Gleichgewicht der Erklärung weg von dem, was tatsächlich zählt – der Niederschlagsmenge.

Keine Beschleunigung – auf keinem Kontinent, in keinem Zeitraum

Der zweite zentrale Befund der Studie betrifft die Frage, ob sich die Dürre beschleunigt, also ob die Rate der Verschärfung selbst zunimmt. Diese Frage war durch eine vielzitierte Arbeit aus dem Jahr 2024 aufgeworfen worden, die behauptet hatte, die Erwärmung treibe eine „weite Verbreitung der Beschleunigung kontinentaler Dürre“ voran. Die neue Studie widerlegt diese These mit einer statistisch deutlich robusteren Methode.

Statt zwei willkürlich gewählte Zeitfenster zu vergleichen – ein Verfahren, das laut den Autoren extrem anfällig für kurzfristige Schwankungen und die „Cherry-Picking“-Auswahl von Wendepunkten ist –, berechnen sie die Veränderung der gleitenden Dekadentrends und testen diese auf Signifikanz mit einem modifizierten Mann-Kendall-Test, der die zeitliche Autokorrelation explizit berücksichtigt.

Das Ergebnis: Weder die Penman-Indizes noch die energiebasierten Indizes zeigen eine statistisch signifikante Beschleunigung.

Diese Nullbefunde halten auch über längere Zeiträume stand. Die Autoren wiederholten die Analyse für die Periode 1950–2024 mit ERA5-Land-Daten und für 1901–2024 mit den CRU-Daten der University of East Anglia. In keinem Fall ließ sich eine signifikante Beschleunigung nachweisen. Die Beschleunigungsraten blieben durchweg vernachlässigbar, die Ergebnisse über verschiedene Datensätze und Zeitskalen hinweg konsistent. Das ist ein wichtiger Punkt: Der Befund ist kein Artefakt des gewählten Untersuchungszeitraums, sondern spiegelt eine konsistente physikalische Realität wider.

Was die Ökosysteme tatsächlich zeigen

Ein starkes Argument für die energiebasierten Methoden liefert die Studie durch den Abgleich mit unabhängigen ökologischen Beobachtungen. Wenn die Penman-Indizes recht hätten mit ihrer Diagnose einer dramatisch zunehmenden Dürre, müsste sich das in der Vegetationsproduktivität niederschlagen. Tatsächlich aber zeigen Satellitendaten eine weitverbreitete Zunahme der Nettoprimärproduktion (NPP) und der Wassernutzungseffizienz (WUE) – also genau das Gegenteil dessen, was eine zunehmende Wasserknappheit erwarten ließe. Dieses Muster ist als „Ariditäts-Paradox“ bekannt: Die beobachtete Vegetationsentwicklung und der Wasserstatus der Ökosysteme stehen im Widerspruch zu den mit Penman-Methoden berechneten Austrocknungstrends.

Die Autoren erklären diesen Widerspruch über mehrere Mechanismen. Zum einen ermöglicht der CO₂-Anstieg den Pflanzen, ihre Photosynthese mit geringerer stomatärer Leitfähigkeit aufrechtzuerhalten, was die Wassernutzungseffizienz erhöht. Zum anderen führt die energiebasierte PET-Berechnung indirekt eine Begrenzung der Verdunstung durch die verfügbare Strahlungsenergie ein, die mit den beobachteten Ökosystemreaktionen im Einklang steht. Die energiebasierten Dürreindizes sind somit konsistent mit dem, was in der Natur tatsächlich passiert – ein starkes Indiz für ihre physikalische Überlegenheit.

Die methodische Schwäche der Alarmstudie

Die Autoren gehen in ihrer Diskussion auch direkt auf die vielzitierte Arbeit ein, die die Dürrebeschleunigung behauptet hatte. Deren Schlussfolgerung beruhe „fast ausschließlich“ auf Penman-Typ-PET-Formulierungen, „denen physikalische Einschränkungen durch Land-Atmosphäre-Rückkopplungen fehlen“. Zudem basiere der Nachweis der Beschleunigung auf dem Vergleich zweier willkürlich gewählter Zeitfenster (1981–2017 gegenüber 2018–2022), ein Verfahren, das „sehr empfindlich auf zwischenjährliche Variabilität reagiert und unter dem Problem leidet, die statistische Signifikanz durch ,Cherry-Picking‘ der Lage des Wendepunkts zu übertreiben“.

Eine andere zeitliche Aufteilung mit gleicher Länge (1981–2002 gegenüber 2003–2024) zeige dagegen eine klare Verlangsamung der Dürretrends nach 2003.

Die neue Studie ist dabei keineswegs eine „Klimaleugner“-Arbeit. Sie bestreitet nicht, dass es regionale Austrocknung gibt – im Gegenteil. Die Autoren betonen ausdrücklich, dass große Gebiete weiterhin einem robusten, anhaltenden Austrocknungstrend unterliegen, insbesondere in niederschlagslimitierten Regionen wie Teilen Südamerikas, dem Mittelmeerraum, lokalisierten Gebieten Eurasiens und Westaustralien.

Und sie weisen darauf hin, dass selbst eine gleichmäßige, nicht beschleunigte Zunahme der Dürre über Jahrzehnte hinweg erhebliche kumulative Auswirkungen auf die Süßwasserverfügbarkeit, die Ökosystemfunktionen und die Ernährungssicherheit haben kann. Was sie bestreiten, ist die Beschleunigung – also die zunehmende Rate der Verschärfung – und die dramatische Überschätzung des Ausmaßes durch methodisch fragwürdige Indizes.

Ein Plädoyer für physikalische Ehrlichkeit

Bemerkenswert ist die Zurückhaltung, mit der die Autoren ihre Ergebnisse einordnen. Sie betonen, dass die Penman-Methoden „nicht von Natur aus in allen Situationen falsch“ seien. Für die landwirtschaftliche Dürreüberwachung auf kleinen bewässerten Flächen oder über Wasseroberflächen, wo die Oberflächenbedingungen von den großräumigen atmosphärischen Rückkopplungen entkoppelt sind, könnten sie durchaus angemessen sein.

In streng ariden Umgebungen hingegen hätten alle PET-basierten Indizes inhärente Grenzen, weil die tatsächliche Verdunstung dort überwiegend durch die Wasserverfügbarkeit und nicht durch die atmosphärische Nachfrage bestimmt werde. Die Kernbotschaft lautet daher nicht, die Penman-Methoden zu verdammen, sondern die gewählte PET-Physik an den spezifischen räumlichen Maßstab, das Ariditätsregime und die Art der Dürre anzupassen.

Was das für die Debatte bedeutet

Für die Klimadebatte ist diese Studie ein wichtiger Beitrag – nicht weil sie die Erwärmung besstreitet, sondern weil sie zeigt, wie methodische Entscheidungen die Ergebnisse systematisch verzerren können. Die Wahl der PET-Formulierung ist keine neutrale technische Frage. Sie entscheidet darüber, ob ein Kontinent als „austrocknend“ oder als „sich erholend“ klassifiziert wird, ob eine Region Anpassungsgelder erhält oder nicht, und ob die Öffentlichkeit ein Bild der unaufhaltsamen Katastrophe vermittelt bekommt oder ein differenzierteres.

Die anhaltende Austrocknung in vielen Regionen bleibt real und verdient „fortgesetzte Anpassungsplanung“. Aber sie machen deutlich, dass die Dramatisierung – die Rede von der „beschleunigten Dürre“ – nicht durch die Daten gedeckt ist, wenn man die physikalischen Rückkopplungen ernst nimmt.

Es ist ein Muster, das man aus vielen Bereichen der Klimaforschung kennt: Eine Studie mit einem alarmierenden Befund erhält große Aufmerksamkeit, während die methodischen Unsicherheiten, die ihr zugrunde liegen, in der öffentlichen Rezeption untergehen.

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