Winterdroogte in Europa: hoe meet men bodemvochtigheid?
De Copernicus-kaart van het European Drought Observatory toont dat grote delen van Frankrijk, België, Nederland, Groot-Brittannië, Ierland en Turkije oranje kleuren, wat staat voor een uitgedroogde bodem. Maar hoe berekent men droogte?
Frankrijk komt tegenwoordig in het nieuws wegens de grootschalige winterdroogte die het land in haar greep heeft. Sinds het begin van de metingen in 1959 is het in Frankrijk in februari-maart nog nooit zo droog geweest. Er is meer dan een maand geen regen gevallen en het waterpeil in rivieren en spaarbekkens is alarmerend laag. Dat zal ongetwijfeld problemen opleveren voor watervoorziening, landbouw, industrie en elektriciteitsproductie. Het zal ook ‘stress’ teweegbrengen in gewassen en natuurlijke vegetatie. Frankrijk heeft buitengewone maatregelen moeten afkondigen om zo weinig mogelijk niet-essentieel water te verspillen: Voertuigen wassen, zwembaden vullen, tuinen en sportvelden besproeien zijn gedurende dertig dagen verboden. Men roept burgers ook op in het algemeen spaarzaam te zijn met water.
Het is uitzonderlijk dat het zo droog is in deze tijd van het jaar. De droge trend van de laatste jaren, vooral in de zomers, zet zich nu blijkbaar ook voort in de winter. Frankrijk is echter geen geïsoleerd geval zoals de Copernicus-kaart hieronder illustreert. Heel Europa is getroffen door de droogste periode binnen de laatste 500 jaar. En vooral Groot-Brittannië, Ierland en het uiterste zuidoosten van Europa zijn zwaar getroffen, maar ook de helft van België en Nederland zijn te droog.
Een goed begrip van droogte en hoe die gemeten wordt is cruciaal om de negatieve effecten op te kunnen vangen.
Meer over droogte in zomer 2022:
- Werelddag tegen Woestijnvorming en Droogte.
- Noodtoestand in Noord-Italië door extreme droogte.
- Wat als het regent op een kurkdroge bodem?
- Draslanden van Spaans natuurpark Doñana volledig opgedroogd.
Oorzaken van droogte: globaal en lokaal
Bij droogte valt er veel minder neerslag dan normaal waardoor de watertafel zakt en de bodemvochtigheid daalt. Planten groeien dan niet tot hun volle potentieel. De droogte kan uit twee hoeken komen:
- Door globale klimaatverandering zijn de neerslagpatronen veranderd, op hun beurt door gewijzigde oceaanstromingen, en -temperatuur, en gewijzigde circulatie van zowel water- als luchtmassa’s.
- Ook kan lokale regen uitblijven door het verdwijnen van natuurlijke (dichte) vegetatie en veranderingen in landgebruik, meestal is dat ontbossing om plaats te maken voor akkers voor gewassen. Bossen werken als een spons en evaporatie zorgt lokaal voor regen. Zonder franje bossen aan de randen van de continenten, kan regen nooit tot diep in het binnenland geraken.
Grootschalige ontbossing in de VS heeft in het verleden al geleid tot regionale droogte, wat een van de oorzaken was van de Dust Bowl-ramp in de jaren dertig.
Hieronder bekijken we hoe men de droogte meet. De droogte in Europa wordt opgetekend door het Europese Waarnemingscentrum voor Droogte (European Drought Observatory – EDO). Dat is een dienst van de EU die samenwerkt met Copernicus, het Europees ruimtevaartprogramma voor aardobservatie.
De gecombineerde droogte-indicator
Omdat de landbouw en voedselvoorziening de grootste ‘opnemers’ van water zijn en daar de impact van droogte het grootst is, spreekt men over landbouwdroogte. Daarbij denken we vooral aan droogte in de bodem, of beter gezegd, een lage bodemvochtigheid. Kaarten die de bodemvochtigheid tonen zijn daarom een goed uitgangspunt om droogte te interpreteren en de gevolgen in te schatten. Men gebruikt een heel set van data om op grote schaal anomalieën in de bodemvochtigheid te berekenen, zoals neerslagmetingen, satellietbeeldinformatie en complexe bodemvocht-modellen.
Het Europese Waarnemingscentrum voor Droogte maakt gebruik van de “Gecombineerde Droogte-Indicator” (Combined Drought Indicator, CDI). Die dient om gebieden die door droogte zijn getroffen te identificeren en in kaart te brengen, en zo het landbouw- en waterbeleid bij te staan en speciale maatregels te sturen. De CDI was oorspronkelijk ontwikkeld in 2012. Hoe complex de berekeningen ook zijn, om snel en duidelijk te communiceren bij droogte moet de CDI eenvoudig te begrijpen zijn. Alleen dan kunnen beleidsmakers en burgers de best mogelijke actie ondernemen.
De CDI bestaat uit drie droogteklassen:
- Geel: ‘Watch’, neerslagtekort. Er is minder neerslag dan normaal.
- Oranje: ‘Waarschuwing’, uitdroging bodem: er is een tekort aan bodemvocht.
- Rood: ‘Alarm’, vegetatiestress. De vegetatie vertoont tekenen van stress (verminderde groei).
Er zijn ook twee extra klassen, Gedeeltelijk Herstel (4) en Herstel (5), die de stadia aangeven van herstellende vegetatie na droogte.
De kaart van Europa toont dat de bodem uitgedroogd is in heel Frankrijk, Ierland, Turkije, en grote delen van andere landen. Op sommige plaatsen is er herstel van voorbije droogtes, maar de algemene trend toont dat droogte een steeds groter probleem is, en nu ook in de winter.
Neerslag, bodemvocht en zonnestraling
De CDI wordt berekend op basis van parameters die worden samengebracht in een formule: de gestandaardiseerde neerslagindex (SPI), de bodemvochtigheidsanomalie (SMA) en de fAPAR-anomalie.
- De gestandaardiseerde neerslagindex (Standard Precipitation Index, SPI) levert een beschrijving van de hoeveelheid neerslag die is gevallen over een bepaalde periode (1 tot 48 maanden), en hoeveel die afwijkt van de gemiddelde waarde berekend over een lange tijd (sinds het begin van de metingen en op basis van weer- en klimaatmodellen).
- De Bodemvochtigheidsanomalie (Soil moisture Anomaly, SMA) wordt afgeleid van anomalieën van het geschatte dagelijkse bodemvochtgehalte (of bodemwatergehalte), geproduceerd door het hydrologische model LISFLOOD, dat in eerste instantie ontwikkeld werd voor het modelleren van overstromingen maar ook doeltreffend is gebleken voor droogtedetectie.
- Een derde variabele is de zogenaamde fAPAR-anomalie (fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation), en heeft met biofysica van de planten te maken. Het is het gedeelte van inkomende zonnestraling die door vegetatie wordt geabsorbeerd via fotosynthese. Bij droogte is er minder fotosynthese (omdat dat proces water nodig heeft), en zal de fAPAR lager zijn ten opzichte van langetermijngemiddelden.
Deze drie indexen geven samen een idee van de droogte en leveren in combinatie met elkaar de Gecombineerde Droogte Indicator zoals getoond in de kaart van het EDO bovenaan in dit artikel.
Het is maar de vraag of de droogte die heel Europa teistert zal aanhouden tot de zomer. Want de laatste jaren waren de zomers in heel Europa al extreem droog. Droogtegolven blijken tegenwoordig meer regel dan de
uitzondering. Wat kan dan gedaan worden om droogte tegen te gaan? Een strikt en zuinig waterbeheer en efficiëntere manieren om water op te vangen en hergebruiken (zowel bij bedrijven en overheid als huishoudens), regeneratieve landbouw (bv mulching, om evaporatie tegen te gaan) en het beschermen, herstellen en uitbreiden van natuurlijke ecosystemen.
Bronnen:
The Guardian, 4 maart 2023, ‘Very precarious’: Europe faces growing water crisis as winter drought worsens.
GondwanaTalks, 5 mei 2022, De Dust Bowl in Spanje: verwoestijning en bodemerosie.
