Welchen Einfluss hat der Klimawandel auf extreme Wetterereignisse wie Hitze und Dürre, Starkregen, Hagel oder Sturm in Europa? Und welche Entwicklungen sind in der Zukunft zu erwarten? Mit diesen Fragen hat sich der Forschungsverbund ClimXtreme sechs Jahre lang beschäftigt. Zum Abschluss des Projekts stellen die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun ihre wichtigsten Ergebnisse auf einer Wissensplattform öffentlich vor. Damit sollen Akteure aus Politik, Verwaltung und Wirtschaft bei der Anpassung an den Klimawandel unterstützt werden. Koordiniert wurde der Verbund von Meteorologen und Klimaforschern der Freien Universität Berlin.
Die Höchsttemperaturen während der Hitzewellen dieses Sommers in Europa haben nicht nur in Spanien und Frankreich, sondern auch in Deutschland und anderen mitteleuropäischen Ländern flächendeckend die 40-Grad-Marke überschritten.
„In fast allen europäischen Ländern wurden Allzeitrekorde gebrochen. Mit den im Forschungsverbund ClimXtreme entwickelten Methoden der Attribution – also der Ursachenforschung – von extremen Wetterereignissen kann klar gezeigt werden, dass die im letzten Jahrzehnt verstärkt beobachteten Hitzewellen in Europa ohne eine globale Klimaerwärmung nicht möglich gewesen wären, und dass heutige extreme Hitzeereignisse in den kommenden Jahrzehnten das neue „Normal“ im Sommer werden“, sagt Prof. Dr. Uwe Ulbrich vom Institut für Meteorologie der Freien Universität Berlin.
Die Forschungsschwerpunkte von ClimXtreme lagen darauf, ein besseres Verständnis der physikalischen Prozesse zu gewinnen, geeignete statistische Verfahren zu entwickeln sowie die Auswirkungen und Schäden durch Extremwetterereignisse zu untersuchen.Nun stellen die Forschenden ihre Ergebnisse für die breite Öffentlichkeit online auf einer Wissensplattform zur Verfügung. Die Plattform richtet sich insbesondere auch an Akteure und Institutionen, für die solche Informationen wichtig sind, wie zum Beispiel in den Kommunal- und Landesverwaltungen, in kritischen Infrastrukturen, im Transport- und Verkehrssektor, im Forst- und Agrarsektor sowie in der Privatwirtschaft. Dazu werden ausgewählte Ergebnisse nutzerspezifisch, zum Beispiel in Kooperation mit dem Forstsektor, aufbereitet.
Hitzewellen und Dürren
ClimXtreme zeigt, dass Hitze- und Dürreextreme in Deutschland und Europa im Zuge des anthropogenen, also menschgemachten, Klimawandels zunehmen und sich ihre physikalischen Treiber verändern. Eine im Rahmen des Forschungsverbundes zusammen mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) durchgeführte Attributionsstudie zur deutschlandweiten Hitzewelle vom 18. bis 28. Juni 2026 beschreibt diese als ein außergewöhnliches Ereignis, ohne historisches Vorbild hinsichtlich Dauer, Intensität und Ausdehnung, welches ohne einen anthropogenen Klimawandel quasi unmöglich gewesen wäre. Bei der Ausprägung von Hitzewellen spielt neben der globalen Erwärmung auch die dekadische Variabilität des Klimasystems eine wichtige Rolle. Im Ergebnis können extreme Hitze- und Dürrebedingungen, wie sie in Europa erst für das Ende des 21. Jahrhunderts prognostiziert werden, bereits in näherer Zukunft auftreten.
In den 2030er Jahren liegt die Wahrscheinlichkeit, dass es in einzelnen Jahren zu extremen Hitzewellen kommt, deren Intensität am Ende des Jahrhunderts erwartet wird, bereits bei 10 Prozent. Physikalische Treiber sind dabei nicht nur die allgemeine Verschiebung der Temperaturen hin zu deutlich höheren Werten, sondern auch großräumige Zirkulationsmuster oder persistente Blockierungen der atlantischen Luftströmung. Diese spielten vor allem für die europäischen Hitzewellen im Juli und August 2025 eine wichtige Rolle, wobei sich den Modellrechnungen zufolge der Zeitraum mit Hitzewellen bis in den Frühherbst ausdehnte. Zudem tragen verringerte Aerosolkonzentrationen in der Atmosphäre zu einer Verstärkung von Hitzewellen bei.
„Bei Vergleich und Einordnung von Hitzewellen ist deren genaue Definition relevant. Insgesamt werden Ereignisse, die bislang als äußerst selten oder gar als unmöglich galten, mit wachsender Häufigkeit auftreten und können künftig noch höhere Temperaturrekorde sowie längere Belastungsphasen verursachen“, sagt Ulbrich.
Anders als bei Hitzeereignissen, findet sich bei extremen Niederschlagsdefiziten, wie beispielsweise im Frühjahr 2025 in Norddeutschland aufgetreten sind, kein klarer Zusammenhang mit der anthropogenen Klimaänderung, wie eine weitere Attributionsstudie von ClimXtreme und dem Deutschen Wetterdienst zeigt. Die Ergebnisse weisen allerdings auf eine Verschiebung der jahrestypischen niederschlagsarmen Phase im Frühjahr von Februar/März auf den April hin. Dürre am Boden ist dabei nicht nur durch ausbleibenden Niederschlag getrieben, sondern auch durch eine von steigenden Temperaturen verursachte Zunahme der Verdunstung.
Die begünstigt insbesondere im Südwesten Europas das Auftreten von Waldbränden, was durch die dramatischen Waldbrände in Frankreich und Spanien, oder in Griechenland zu sehen ist. Die Auswirkungen von Dürre auf Ernteerträge hängen von den betrachteten Pflanzenarten ab. Für die Einschätzung der entsprechenden Auswirkungen wurde ein KI-basiertes Tool zur Modellierung von Ernteerträgen entwickelt, mit dem sich Risiken für die Landwirtschaft einschätzen lassen.
Starkniederschlag & Hagel
ClimXtreme zeigt auch, dass Starkregenereignisse in Deutschland und Europa im Klimawandel tendenziell intensiver und häufiger werden, auch wenn die jährliche und regionale Variabilität groß bleibt. Für Deutschland lässt sich eine Intensitätszunahme der Starkregenereignisse von 6 bis 8,5 Prozent pro Grad globaler Erwärmung feststellen, wobei seltene und kurz andauernde Ereignisse die stärksten Trends zeigen. Hintergrund ist der mit der Temperatur typischerweise zunehmende Feuchtigkeitsgehalt der Atmosphäre. Unterschiede der Intensität zwischen einzelnen Ereignissen hängen unter anderem mit den jeweils vorherrschenden atmosphärischen Feuchtigkeitsbedingungen auch in höheren Luftschichten und der vorherrschenden Wetterlage zusammen.
Die probabilistische – also auf Wahrscheinlichkeiten beruhende – Attribution zeigt zudem, dass einzelne Ereignisse wie die Überschwemmungen 2021 in Westdeutschland bereits heute durch den Klimawandel verstärkt wurden. So wurde durch den Klimawandel eine Zunahme des maximalen Tagesniederschlags um 3 bis 19 Prozent sowie eine Erhöhung der Wahrscheinlichkeit um den Faktor 1,2 bis 9 für die betroffene Region berechnet.
Analysen von Hagelereignissen sind durch die sehr kleinen räumlichen Maßstäbe und die spärlichen verfügbaren Daten herausfordernd. Die mittels des Radar-Netzes für Deutschland erhobenen Daten umfassen nur einen Zeitraum von 20 Jahren, was im Kontext des Klimawandels relativ kurz ist. In diesem Zeitraum ergibt sich eine Zunahme der Hagelaktivität in Süddeutschland, während in weiten Teilen des übrigen Landes rückläufige Trends zu beobachten sind. Klimamodellszenarien deuten übereinstimmend auf eine zukünftige Zunahme des Hagelaufkommens in Süddeutschland unter wärmeren klimatischen Bedingungen hin, während die Veränderungen im übrigen Deutschland schwächer und weniger robust ausfallen.
Sturm
Copyright: ClimXtreme
Die bisherigen Beobachtungen für Deutschland zeigen keine einheitlichen Trends im Sturmrisiko. Klimamodelle zeigen zwar eine abnehmende Anzahl an Tiefdruckgebieten über Westeuropa und der Deutschen Bucht, aber auch, dass besonders intensive Zyklonen, welche tendenziell eher mit starken Stürmen verbunden sind, häufiger bzw. stärker werden. Auch wenn Stürmen im wärmeren Klima durch verstärkte Wolken- und Niederschlagsbildung mehr Energie zugeführt wird, ergibt sich den aktuellen Auswertungen zufolge keine systematische Änderung der extremen Windgeschwindigkeiten.
Anpassung an Extremwetterereignisse
„Mit dem ClimXtreme-Programm konnten wir zu einer genaueren Einschätzung der heutigen und zukünftigen Risiken durch die verschiedenen Arten meteorologischer Extremereignisse beitragen“, sagt Uwe Ulbrich, Meteorologe an der Freien Universität und Sprecher des Verbundes. Viele Bewertungen und Aussagen sind abhängig davon, wie ein extremes Ereignis definiert wird. Dabei sind meteorologische Standard-Indizes nicht immer optimal geeignet, die Änderungen und deren Auswirkungen zu bewerten. In ClimXtreme wurden verschiedene statistischen Methoden entwickelt, die robuste Statistiken erzeugen und die räumliche und zeitliche Ausdehnung von extremen Wetterereignissen berücksichtigen.
Dazu gehören verbesserte Intensitäts-Andauer-Häufigkeit-Kurven (IDF-Kurven), die bei Anpassungsstrategien für Wasserwirtschaft, Katastrophenschutz und Landwirtschaft wichtig sind. Die neuen Methoden sind veröffentlicht und werden als Software zur Verfügung gestellt. Besonders wichtig ist der erzielte Erfolg bei der Kommunikation mit den relevanten Akteurinnen und Akteuren. Der direkte Kontakt von Praxis und Wissenschaft biete beiden Seiten wichtige Erkenntnisse. Wünschenswert sei eine dauerhafte Etablierung von Austausch- und Gesprächsformaten, um das gegenseitige Verständnis zu stärken und Erkenntnisse aus der Wissenschaft schneller in die Praxis zu bringen.