Wie viel Wasser ist im Boden? Das zeigt nun eine neue Weltkarte – hochaufgelöst und jede Woche aufs Neue. Sie erfasst den Wassergehalt von den oberen Bodenschichten bis hinunter zum oberflächennahen Grundwasser. Basis der neuen Feuchtigkeitskarten bilden Daten der GRACE-FO-Mission, in der zwei Satelliten die globale Wasserverteilung anhand des Schwerefelds der Erde überwachen.
Ob in Australien, im Mittelmeerraum oder sogar in der Arktis: Im Zuge des Klimawandels nimmt die Trockenheit in vielen Regionen zu – mit teils schwerwiegenden Folgen für Trinkwasserversorgung, Landwirtschaft und Wälder. Auch in Deutschland haben die beiden extrem trocken-warmen Jahre 2018 und 2019 zu einer anhaltend geringen Bodenfeuchte geführt. Zudem sind viele Grundwasserressourcen übernutzt.
Erstmals ein globaler Überblick
Jetzt liefert eine neue Weltkarte der Bodenfeuchte und Grundwasserverfügbarkeit erstmals einen globalen Überblick über den Zustand der Wasserressourcen. Basis der Karte sind Daten der GRACE-FO-Mission. In dieser messen zwei in gleichem Abstand fliegende Zwillingssatelliten das Schwerefeld der Erde in hoher Präzision. Aus den subtilen örtlichen und zeitlichen Veränderungen der Messdaten lässt sich auf die Wasserverteilung auf der Erde schließen. Mithilfe eines Computermodells und ergänzender Klimadaten erstellen die Forscher dann die globale Karte.
„Solche globalen Produkte sind wichtig, weil es bisher nur wenige weltweite Dürrekarten gibt“, erklärt Projektleiter Matt Rodell vom Goddard Space Flight Center der NASA. Zwar überwachen die meisten Industrieländer Grundwasser und Bodenfeuchte sehr genau – auch in Deutschland wird dies regelmäßig gemessen. Doch in vielen Entwicklungsländern fehlen solche Informationen. „Wenn es in Zentralafrika eine Trockenheit gibt, wird sie daher oft erst bemerkt, wenn sie eine humanitäre Krise auslöst“, so Rodell.
Wöchentlich neue Daten
Umso wichtiger sind daher aktuelle und globale Daten und Karten. Mit einer Auflösung von knapp 14 Kilometer pro Pixel ermöglicht die neue Weltkarte einen weltumspannenden und gleichzeitig genauen Blick auf die Wasserressourcen im Boden. Hinzu kommt, dass die neuen Karten jede Woche aktualisiert werden. „Einen solchen wöchentlichen Schnappschuss von Bodenfeuchte und Grundwasser zu haben ist wichtig, um das vollständige Bild einer Dürre zu bekommen“, erklärt Brian Wardlow von der University of Nebraska-Lincoln.
Wichtig sind die Informationen vor allem, um kommende Dürren rechtzeitig vorhersagen zu können – eine Fähigkeit, die in Zeiten des Klimawandels immer wichtiger wird. „Dürre ist ein Schlüsselfaktor in vielen Klimaprognosen“, erklärt Wardlow. „Daher sind solche Werkzeuge absolut entscheidend, um uns bei der Einschätzung kommender Klimafolgen zu helfen.“
Wassergehalt von der Oberfläche bis ins Grundwasser
Das Besondere an der neuen Weltkarte: Sie zeigt die Wasserverfügbarkeit für jeden Ort in drei Tiefen – an der Bodenoberfläche, in der Wurzelzone bis in rund einem Meter Tiefe und auf der Höhe des oberflächennahen Grundwassers. Das erlaubt es Forschern, den Zustand der Böden, aber auch der Wasserressourcen besser abzuschätzen. Denn die Bodenoberfläche reagiert sofort auf die Wetterbedingungen, während die Wurzelzone erst mit Verzögerung durch Regen oder Trockenheit beeinflusst wird.
Noch träger reagiert das oberflächennahe Grundwasser. „Die Grundwasserkarten sind wie eine geglättete, in Zeitlupe abgespielte Version dessen, was man an der Oberfläche sieht“, erklärt Rodell. „Sie repräsentieren die akkumulierten Effekte von Monaten oder sogar Jahren der Wetterereignisse.“
In Deutschland beispielsweise haben die Regenfälle des Winters 2019/2020 inzwischen die Trockenheit der Bodenoberfläche und Wurzelzone teilweise wieder ausgeglichen. Doch in der Tiefe wirken die Dürrejahre 2018 und 2019 noch immer nach. Die globale Karte der Bodenfeuchte hilft nun, diese Unterschiede, aber auch den weltweiten Zustand der Böden sichtbar zu machen.
Quelle: NASA Jet Propulsion Laboratory JPL
