NASA- und NOAA-Forscher: Kalifornische Dürre Anfang 2014 durch Ozeanzyklen augelöst. Kein langfristiger Austrocknungstrend in den vergangenen 100 Jahren erkennbar

Kalifornien wurde diesen Winter (2013/2014) von einer schweren Dürre heimgesucht. Wikipedia fasst die Situation zusammen:

In Kalifornien ereignete sich im hydrologischen Jahr 2013/2014 einer der schwersten Dürren der Geschichte des Bundesstaates. Bereits das vorausgehende hydrologische Jahr 2012/2013 war bereits aussergewöhnlich trocken. So hatte San Francisco im April 2013 ein Niederschlagsdefizit von 155 mm und Los Angeles hatte in den Monaten Januar bis April 2013 ein Niederschlagsdefizit von 120 mm. Im Dezember 2013 hatten diese beiden Städte ein Defizit von 310 mm beziehungsweise 185 mm. Das Kalenderjahr 2013 war das trockenste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen.

Die Welt stufte das Ereignis sogar als schlimmste Trockenphase des letzten halben Jahrtausends ein:

Kaliforniens schlimmste Dürre seit 500 Jahren
Kalifornien wird von extremer Trockenheit heimgesucht: Hunderte Farmer müssen Konkurs anmelden, Tausende Menschen sind schon geflohen.

Schnell nutzten die Anhänger der Klimakatastrophe die Situation und erklärten die Dürre kurzerhand als Zeichen des menschengemachten Klimawandels. Lauschen Sie der Deutschen Welle am 31. März 2014:

Klimawandel ist längst da
Landwirte auf der ganzen Welt haben ähnliche Probleme. Neben dem schleichenden Klimawandel gibt es auch extreme Wetterphänomene: Bauern in Kalifornien erleben zurzeit die schlimmste Dürre seit mehr als 100 Jahren.

Natürlich war auch schnell US-Präsident Barack Obama, ein Parteifreund von Al Gore, von diesem Zusammenhang überzeugt. Interessanterweise gerieten zudem die illegalen Cannabis-Züchter in Verdacht, die Dürre in Kalifornien mitausgelöst zu haben. Sensi Seeds berichtete am 24. März 2014:

Cannabisbauern wird ein zu hoher Wasserverbrauch vorgeworfen

Die gesamte Cannabisanbaufläche Kaliforniens wird auf rund 32.000 Hektar oder auf annähernd 125 Millionen Pflanzen geschätzt. Die Schätzungen der gesamten jährlichen Cannabisproduktion Kaliforniens klaffen weit auseinander; manche gehen von bis zu 1.155.042 Tonnen aus, auch wenn sich diese Zahl auf die ganzen, ungetrockneten Pflanzen bezieht und als extrem hohe Schätzung gilt. Die niedrigeren und wahrscheinlich vernünftigeren Schätzungen für die Region liegen bei 4.000-5.000 t pro Jahr. Für die Bewässerung der illegalen Pflanzen werden die Flüsse der Region oft umgeleitet, was deren Ökosysteme, in denen Lachse und andere wichtige Wassertiere leben, stark beeinträchtigen kann. Gerade in der Periode von Hochsommer bis Herbst, wenn diese natürlichen Wasserläufe den niedrigsten Stand erreichen, brauchen die Pflanzen am meisten Wasser. An einem heißen Tag kann eine große Cannabispflanze im Freiland leicht bis zu sechzig Liter Wasser verbrauchen.

Inwieweit ist die Cannabisindustrie schuld an der Situation?

Cannabiszüchter werden im Allgemeinen als Erste für die Verschwendung der Wasserreserven verantwortlich gemacht. Sicher ist, dass das rapide Wachstum dieser Industrie in den vergangenen Jahren eine Reihe von Umweltbelastungen mit sich gebracht hat, die allein auf ihr Konto gehen. Darüber hinaus ist ein erheblicher Anteil des Cannabisanbaus in Kalifornien weiterhin illegal. Und illegale Züchter sind nicht an Vorschriften gebunden und neigen auch eher dazu, sie zu übertreten, weil sie den Anbau abkürzen und Risiken vermeiden müssen. Sowohl Missmanagement als auch übermäßiger Wasserverbrauch stellen hierbei ein ernstes Problem dar; zudem kommt eine Verschmutzung der Flüsse und die Anlage ineffizienter Bewässerungssysteme bei illegalen Züchtern häufiger vor. Dennoch sind viele Schuldzuweisungen irreführend, da es mehrere andere Branchen gibt, deren überproportionaler Wasserverbrauch den der Cannabiszüchter bei Weitem übertrifft. Außerdem benötigt Cannabis keineswegs mehr Wasser als andere Ackerpflanzen, wenn er angemessen und effizient kultiviert wird; viele Sorten sind an trockene oder halbtrockene Umweltbedingungen sogar besonders gut angepasst.

Schreiten wir zum Faktencheck. Was war meteorologisch passiert? Die Frankfurter Rundschau erläuterte am 5. Februar 2014:

Diesen Winter ist es besonders schlimm. Ein Hochdruck-Gebiet hängt seit Monaten über den gesamten Rocky Mountains, von Kanada bis Mexiko. Eine Wand, die keinen Niederschlag durchlässt. Auf den Gipfeln der Sierra liegt weniger als 30 Zentimeter Schnee, in guten Jahren hatte es in den Skigebieten dort bis zu 120 Zentimeter. „So schlimm war es seit den 70er Jahren nicht mehr“, sagte der Manager des Donner-Skigebiets in der Nähe von Lake Tahoe der „New York Times“. Die Abhängigkeit vom Schnee in der Sierra Nevada ist umso dramatischer, weil der Colorado River dabei ist, auszutrocknen. Die vergangenen 14 Jahre waren entlang des Colorado so trocken wie seit mehr als 1250 Jahren nicht mehr. Das Resultat: Die großen Reservoirs dort haben historische Tiefststände. So haben die Behörden zum ersten Mal in der Geschichte der USA angeordnet, dass weniger Wasser vom Lake Powell in den Lake Mead, der Las Vegas versorgt, geleitet wird.

Menschengemachter Klimawandel oder vielleicht doch Teil der natürlichen Variabilität, wie sie seit Jahrtausenden immer wieder abläuft? Vermutlich ist der Autorin der Deutschen Welle, Helle Jeppesen, ein wichtiger Artikel von Staryl McCabe-Glynn et al. entgangen, der 2013 in Nature Geoscience erschienen war. Anhand eines südkalifornischen Höhlentropfsteins rekonstruierten die Forscher die Dürregeschichte für die letzten 1150 Jahre und konnten eine bedeutende vorindustrielle Variabilität der Niederschläge feststellen. Getrieben wurde die Dynamik von Ozeanzyklen, die im Jahrzehntmaßstab pulsten. Zudem fanden McCabe-Glynn einen charakteristischen 22-Jahreszyklus in den Daten, der auf einen bedeutenden Einfluss von Sonnenaktivitätsschwankungen hinweist. Der solare 22-Jahreszyklus ist auch als Hale-Zyklus bekannt. Im Folgenden die Kurzfassung der Arbeit:

VARIABLE NORTH PACIFIC INFLUENCE ON DROUGHT IN SOUTHWESTERN NORTH AMERICA SINCE AD 854

Precipitation in southwestern North America has exhibited significant natural variability over the past few thousand years1. This variability has been attributed to sea surface temperature regimes in the Pacific and Atlantic oceans, and to the attendant shifts in atmospheric circulation patterns1, 2. In particular, decadal variability in the North Pacific has influenced precipitation in this region during the twentieth century3, 4, but links to earlier droughts and pluvials are unclear. Here we assess these links using δ18O data from a speleothem from southern California that spans AD 854–2007. We show that variations in the oxygen isotopes of the speleothem correlate to sea surface temperatures in the Kuroshio Extension region5 of the North Pacific, which affect the atmospheric trajectory and isotopic composition of moisture reaching the study site. Interpreting our speleothem data as a record of sea surface temperatures in the Kuroshio Extension, we find a strong 22-year periodicity, suggesting a persistent solar influence6 on North Pacific decadal variability. A comparison with tree-ring records of precipitation1 during the past millennium shows that some droughts occurred during periods of warmth in the Kuroshio Extension, similar to the instrumental record4. However, other droughts did not and instead must have been influenced by other factors. Finally, we find a significant increase in sea surface temperature variability over the past 150 years, which may reflect an influence of greenhouse gas concentrations on variability in the North Pacific.

Auch Chylek et al. 2013 sehen in einem Paper im Fachblatt Climate Dynamics einen Ozeanzyklenzusammenhang (AMO) der kalifornischen Niederschläge.

Interessanterweise kennen sich offenbar selbst die Cannabis-Freunde mit den klimatischen Zusammenhängen besser aus als die Deutsche Welle. Sensi Seeds schreibt:

Die Ursachen dieser anhaltenden Dürre sind vielfältig; unter anderem wird angenommen, dass ein zyklisches Wetterphänomen, das Pacific Decadal Oscillation (PDO = Pazifische Dekaden-Oszillation) genannt wird, hierbei eine bedeutende Rolle spielt. Die PDO ist ein System aus warmen und kalten Strömungen, die im Nordpazifik zirkulieren; in “kühlen” Perioden (die 20-30 Jahre dauern) wirkt der westliche Pazifik kühlend und der östliche wärmend, in “warmen” Perioden ist es umgekehrt. Zurzeit geht man von einer kühlen Periode aus; kühle Meerestemperaturen vermindern die Fähigkeit des polaren Jetstreams, in südliche Richtung abzudrehen (durch die Verminderung des Temperaturunterschieds) und es in Kalifornien regnen und schneien zu lassen, und somit gibt es insgesamt weniger Niederschläge.

Kurz gesagt, es ist die fallende Flanke der PDO, die wohl maßgeblich zur Dürre beigetragen hat, wie ein NASA-Mitarbeiter am 31. Januar 2014 auf MSN News zitiert wird:

Bill Patzert, a research scientist and oceanographer at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, says that the West is in a 20-year drought that began in 2000. He cites the fact that a phenomenon known as a “negative Pacific decadal oscillation” is underway — and that historically has been linked to extreme high-pressure ridges that block storms.

Such events, which cause pools of warm water in the North Pacific Ocean and cool water along the California coast, are not the result of global warming, Patzert said. But climate change caused by the burning of fossil fuels has been linked to longer heat waves. That wild card wasn’t around years ago.

Auch die damals zu La Niña tendierenden Bedingungen im Pazifik scheinen die kalifornische Dürre Anfang 2014 weiter befördert zu haben. Beim letzten starken El Nino 1997/98 war es in Kalifornien ungewöhnlich nass.

Vor wenigen Tagen berichteten wir an dieser Stelle auch über eine im Januar 2014 veröffentlichte neue Studie von Cook et al. im Journal auf Climate. Die Forscher zeigen in ihrem Artikel, dass es während der Mittelalterlichen Wärmeperiode in den südlichen USA gehäuft zu Mega-Dürren gekommen ist, die sich über mehrere Jahrzehnte hinzogen. Eine schöne graphische Darstellung der natürlichen Dürreschwankungen gibt es in den Mercury News (zweite Abbildung im dortigen Artikel).

In der New York Times warnte auch der NOAA-Forscher Martin Hoerling davor, die kalifornische Dürre 2014 reflexhaft als Folge eines menschengemachten Klimawandels zu deuten:

California is now in the midst of the third year of one of its worst droughts on record. As our planet gradually warms from our rampant burning of fossil fuels, it’s only natural to wonder what role climate change has played in California’s troubles. The answer is this: At present, the scientific evidence does not support an argument that the drought there is appreciably linked to human-induced climate change. The drought has many attributes of historical droughts over that region — in particular, a lack of storms and rainfall that would normally arrive from the Pacific Ocean with considerable frequency. It resembles the droughts that afflicted the state in 1976 and 1977. Those years were at least as dry as the last two years have been for the state as a whole. In short, the drought gripping California has been observed before. And it has occurred principally because of a lack of rain, not principally because of warmer temperatures. Indeed, it should be quite familiar to anyone who lived in California in the mid-1970s, as I did. We can also say with high confidence that no appreciable trend toward either wetter or drier conditions has been observed for statewide average precipitation since 1895. This drought is not part of a long-term drift toward reduced precipitation over the state. What’s different this time, however, is that the demand for water has greatly increased in the state, and it may very well be that the current stress created by the failed rains is more severe than for similar rainfall deficits 40 years ago. […] The 2012 report on extreme events by the Intergovernmental Panel on Climate Change examined the evidence for regional changes in soil moisture since 1950, and made the following assessment for western North America: ‘No overall or slight decrease in dryness since 1950; large variability; large drought of the 1930s dominates.’

Auch Judith Curry weist auf den langfristigen klimatischen Kontext hin, den viele Kommentatoren in ihren Schnellanalysen ausblenden. In ihrem Blog analysiert sie die in den Medien heftig geführte kalifornische Dürrediskussion und schreibt:

It seems that only Holdren, Romm and Mann (well Obama also) are pushing the link between the current drought and AGW.  Holdren is a political appointee, Romm works for a political appointee, and Mann is a self declared advocate.  Hard to know whether Obama is the dog or the tail on this one. The California drought raises some interesting questions regarding detection and attribution related to AGW.  If the drought is not the biggest in 100 years, or 1000 years, we can’t say it was caused by AGW.  If you want to say that it was worsened by AGW, you need to have a convincing mechanism or evidence from climate models (climate models indicate more rainfall in CA under anthropogenic forcing).