Der Klimawandel führt auch in Europa zu immer häufigeren und schwerwiegender Wetterextremen. Davon zeugen heftige Starkregenfälle wie im Juli 2021 in Westdeutschland, aber auch anhaltende Hitze- und Trockenphasen. Dies gilt vor allem für die Zeit von 2018 bis 2020: Drei Jahre in Folge waren die Sommer zu trocken und heiß. Der Regenmangel ließ Flüsse austrocknen, Ernten verdorren und ganze Waldgebiete braun werden. Hinzu kamen in Deutschland und anderswo in Europa neue Hitzerekorde. Vergleichsanalysen haben gezeigt, dass diese Dürre historisch einzigartig für Mitteleuropa war.
Grundwassermessung mittels Zwillingssatelliten
Doch war dies nur eine vorübergehende Anomalie? Und wie sieht es seither aus? Tatsächlich war das Jahr 2021 deutlich regnerischer als seine Vorgänger und auch der Sommer war weniger heiß. Wälder, Böden und Grundwasser konnten so einen Teil ihrer Wasserdefizite wieder auffüllen. Aber 2022 kehrte die Dürre zurück: Der Sommer 2022 war einer der wärmsten, die jemals in Europa aufgezeichnet wurden, auch ausreichender Regen blieb in weiten Teilen des Kontinents erneut aus. Flüsse und Seen trockneten aus, Landwirten vertrockneten die Ernten. Weil die Flusspegel so niedrig waren, fehlten den Atomkraftwerken in Frankreich und vielen Wasserkraftwerken das nötige Nass – was die Energiekrise verschärfte.
Was dies für das Grundwasser in Europa bedeutet, haben Torsten Mayer-Gürr und Andreas Kvas vom Institut für Geodäsie an der TU Graz untersucht. Sie sind Teil eines europäischen Teams, das mittels Satellitengravimetrie die weltweiten Grundwasservorkommen kontinuierlich überwacht. Im Rahmen des EU-Projekts “Global Gravity-based Groundwater Product” (G3P) werten sie Daten der Mission GRACE-FO aus, die aus zwei gemeinsam den Globus umkreisenden Satelliten besteht. Beide Satelliten folgen einander im Abstand von rund 200 Kilometern und überwachen dabei ihre relative Position bis auf den Mikrometer genau.
Kaum Erholung des Grundwassers seit 2018
Der Bezug dieser Messungen zu Trockenheit und Grundwasser entsteht, weil die Masse des Grundwassers im Untergrund oder anderer größerer Wassermassen das Schwerefeld der Erde beeinflusst. Dadurch verändert sich die Kraft, mit der die Erdanziehung an den Satelliten zieht, um ein winziges Bisschen – und veränderte ihre relative Position. “Wir haben alle fünf Sekunden eine Abstandsmessung und damit etwa eine halbe Million Messungen pro Monat. Daraus bestimmen wir dann Schwerefeldkarten“, erklärt Mayer-Gürr. Jeden Monat entsteht so eine komplette Schwerefeldkarte der Erde. Durch Abgleich mit allen Faktoren, die das Schwerefeld der Erde beeinflussen, können die Forscher des G3P-Projekts daraus die Grundwasserstände ermitteln.
