Seit drei Jahren hält eine Dürre Kalifornien fest im Griff – und wenig spricht dafür, dass sich dies 2015 ändert. Fast überall im US-Bundesstaat an der Westküste wurden mittlerweile die Trinkwasserreservoirs überstrapaziert und müssen sich Mensch und Landwirtschaft zunehmend auf Grundwasser verlassen, dessen Pegel bereits ebenfalls stark gesunken sind. Eine Mitschuld an dieser verschärften Misere trägt laut dem Geowissenschaftler Benjamin Cook vom Goddard Institute for Space Studies der NASA eine besondere Wetterlage, die schon 1934 eine katastrophale Dürre einleitete und letztlich zum "Dust Bowl" führte: Diese zehnjährige Trockenzeit gilt mittlerweile als die stärkste der letzten 1000 Jahre in Nordamerika.

Kaum Schnee in den Bergen
© NASA, GSFC
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Das dauerhafte Hoch während des Winters 2013/2014 verhinderte, dass es in den kalifornischen Bergen schneite. Das Wasser fehlt nun, um die Dürre zu lindern.

Damals wie heute verhinderte während des vorangegangenen Winters über dem amerikanischen Westen ein Hochdruckrücken – ein stationäres und deutlich in die Atmosphäre aufragendes Hoch –, dass regenschwere Tiefdruckgebiete das Festland erreichen. Während dieser Jahreszeit fällt jedoch normalerweise der meiste Niederschlag, der in den regionalen Gebirgen wie der Sierra Nevada als Schnee niedergeht. Die Berge dienen dabei als so genannte Wassertürme, die das Wasser im Lauf der Schneeschmelze nach und nach an die Flüsse abgeben; oder es wird in Reservoirs gespeichert. Der letzte Winter war dagegen ausgesprochen schneearm, wie unter anderem Satellitenbilder zeigen. Weder unterirdische Aquifer noch oberirdische Stauseen wurden aufgefüllt, weshalb bei dem anhaltend hohen Konsum in Kalifornien zusammen mit der starken sommerlichen Verdunstung das verbliebene Wasser rasch übernutzt wurde. Während der Sommermonate liegt Kalifornien ohnehin unter starkem Hochdruckeinfluss, so dass hier teilweise über Wochen hinweg kaum weiterer Regen fällt.

Dürrestatus vom 7. Oktober 2014 im US-amerikanischen Südwesten und Westen
© National Drought Mitigation Center / Mark Svoboda
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Stand Anfang Oktober herrschte in großen Teilen des US-amerikanischen Südwestens und Westens weiterhin eine ausgeprägte Trockenheit.

Wie 1934 hat sich die Trockenheit auf weite Teile des nordamerikanischen Südwestens ausgedehnt und betrifft große Teile von Nevada, Arizona, Oregon, New Mexico und Texas, die laut dem US Drought Monitor als extrem oder sogar abnormal trocken gelten. Damals hatte die Dürre schließlich mehr als 70 Prozent der westlichen USA erfasst, was heute allerdings noch nicht der Fall ist. Verschärft wurde der Dust Bowl zudem durch ein Phänomen, das dem Ereignis schließlich seinen Namen gab: Das Umpflügen der Prärie förderte die Winderosion, da nun keine Gräser mehr mit ihren Wurzeln das feine Erdreich halten konnten. Es entwickelten sich riesige Staubstürme, die das Land wohl seit dem Mittelalter nicht gesehen hatte und die sogar die Atlantikküste erreichten, so Cook und seine Kollegen. Mangels schriftlicher Zeugnisse hatten sie Baumringdaten und Bodenproben ausgewertet sowie Temperaturen und Regenwerte aus dem Jahr 1934 analysiert.

Wassermangel in einem kalifornischen Stausee
© California Department of Water Resources
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Wegen der fortgesetzten Trockenheit schrumpfen die Stauseen im US-Bundesstaat Kalifornien. Bis Januar 2014 verkleinerte sich der Folsom Lake bei Sacramento beispielsweise auf nur noch 17 Prozent seiner ursprünglichen Kapazität. Bedeutende Niederschläge sind seitdem nicht gefallen.

Besonders betroffen waren schließlich Bundesstaaten im Mittleren Westen der USA wie Kansas oder Nebraska, obwohl sie ursprünglich nicht unter der Dürre gelitten hatten und in denen anfänglich selbst keine Staubstürme entstanden. Mit den vorherrschenden Winden trieben die Aerosole jedoch auch in diese Regionen und blockierten dort die Sonneneinstrahlung, weshalb sich die Gebiete abkühlten. Während der Sommermonate entstehen hier jedoch normalerweise Hitzetiefs, die feuchte Luftmassen aus dem Golf von Mexiko ansaugen, welche schließlich in teils heftigen Gewittern über dem Mittleren Westen wieder niedergehen. Der Staubschirm veränderte also die Luftzirkulation und unterband die Regenzufuhr vom Meer und die Konvektion über dem Land. Die Folge: Die Dürre weitete sich aus und verschärfte sich zu einem der größten nationalen Notstände der Vereinigten Staaten.

Massenverlust Kaliforniens
© NASA, JPL / Caltech / UC Irvine
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Je mehr Wasser aus dem Untergrund gepumpt wird und verdunstet, desto geringer fällt die Massenanziehung der Region aus. Das zeigt der Vergleich der Gravitationswerte zwischen 2002 und 2014: Rote und orange Töne geben Massenverluste wieder.

Derart gewaltige Staubstürme wie 1934 erwarten die Wissenschaftler gegenwärtig in Kalifornien nicht. Es spricht allerdings momentan auch wenig dafür, dass sich die Situation mittelfristig entspannt. Bislang hofften die Betroffenen, dass sich im Pazifik ein starker El Niño entwickelt, der dem Westen Nordamerikas normalerweise mehr Niederschläge als sonst üblich beschert. Nachdem anfänglich viele Anzeichen für ein derartiges Ereignis sprachen, haben sich die ozeanischen und atmosphärischen Signale mittlerweile jedoch abgeschwächt: Erwartet wird ein bestenfalls durchschnittlicher El Niño, der die Trockenheit kaum mildert.

Der Wasserverlust in Kalifornien wirkt sich sogar auf die Masse des Bundesstaats aus: Sie schrumpft, weswegen die Gravitation in der Region abnimmt, wie Daten der Grace-Mission zeigen. Diese US-amerikanisch-deutsche Satellitenmission erfasst das Schwerefeld der Erde und wie sich dieses ändert. Die exzessive Entnahme aus den Grundwasserspeichern in den Einzugsgebieten der Flüsse Sacramento und San Joaquin spiegelt deren intensive landwirtschaftliche Nutzung mit Bewässerung wider. Orange und rote Töne zeigen die stärksten Massen- und damit Wasserverluste.