Die Erhöhung der Lufttemperatur und ein geändertes Niederschlagsverhalten wirken sich auf die Evapotranspiration aus. Dabei führen steigende Temperaturen zu höheren Verdunstungsraten (Evaporation). Dabei wirkt nicht nur das temperaturbedingte höhere Evaporationspotenzial, sondern auch die intensivere Transpiration durch die Vegetation, deren Aktivität immer früher im Jahr beginnt. Sich verändernde Niederschläge beeinflussen das zur Verfügung stehende Wasserangebot, wie zum Beispiel das pflanzenverfügbare Bodenwasser. Dieses ist Voraussetzung für die Transpirationsprozesse der Pflanzen. So können geringe Niederschläge in der Vegetationsperiode zu einer Abnahme der aktuellen Evapotranspiration führen, während gleichzeitig die potenzielle Evapotranspiration steigt. Je größer die Schere zwischen aktueller und potenzieller Evapotranpiration ist, desto höher ist der Trockenstress für die Vegetation.

Die Evapotranspiration wird als Verdunstung von einer bewachsenen Bodenoberfläche (hier Gras über sandigem Lehm) modelliert. Sie ist die Summe aus Evaporation (Verdunstung einer unbewachsenen Landoberfläche oder freien Wasseroberfläche) und Transpiration (Verdunstung der Pflanzenoberfläche durch biotische Prozesse). Die Einheit für die Evapotranspiration ist analog zur jährlichen Niederschlagssumme in mm angegeben.

Die Evapotranspiration wird in aktuelle und potenzielle Evapotranspiration unterteilt: Die aktuelle Evapotranspiration beschreibt dabei die tatsächlich aufgetretenen und gemessenen Werte. Die potenzielle Evapotranspiration hingegen stellt die aufgrund klimatischer Gegebenheiten maximal mögliche Evapotranspiration bei theoretisch uneingeschränkter Wasserverfügbarkeit dar.

Die Werte der aktuellen und potenziellen Evapotranspiration stammen vom open data Server des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und wurden mit dem Modell AMBAV (Löpmeier 1994) berechnet. Wie bereits beschrieben, wird hier das Modell auf eine Landesfläche angewendet, die hypothetisch komplett mit Gras bedeckt ist und der Boden aus sandigem Lehm besteht. Aus den flächenhaft vorliegenden Daten wird der Mittelwert für NRW berechnet. Die Karten zur Evapotranspiration finden Sie hier.

Literatur:

Löpmeier, F-J (1994): The calculation of soil moisture and evapotranspiration with agrometeorological models. In: Zeitschrift für Bewässerungswirtschaft (Germany).

Die Evapotranspirationsdaten liegen für den Zeitraum 1991-2023 vor und umfassen somit kaum mehr als die aktuelle Klimanormalperiode. Im Mittel für den kompletten Zeitraum liegt die jährliche potenzielle Evapotranspiration bei 616 mm. Die mittlere jährliche aktuelle Evapotranspiration liegt für diesen Zeitraum bei 452 mm.

Bei der potenziellen Evapotranspiration fallen die Jahre mit einer hohen Durchschnittstemperatur, insbesondere im Sommer, besonders auf. So wurden in den Jahren 2018 bis 2020 und 2022 bzw. 2023 die höchsten Werte der potenziellen Evapotranspiration registriert, alle Werte lagen über 730 mm, wohingegen im eher kühlen Jahr 1996 mit 499 mm der geringste Wert der potenziellen Evapotranspriation der Zeitreihe aufgetreten ist. Die aktuelle, also tatsächliche Evapotranspiration ist von der Wasserverfügbarkeit abhängig und liegt natürlicherweise unter der potenziellen Evapotranspiration. Daher tauchen die „Extremjahre“ der potenziellen Evapotranspiration hier nicht unter den Spitzenwerten auf; ganz im Gegensatz: sie liegen unter den fünf Jahren mit den niedrigsten tatsächlichen Evapotranspirationswerten. Die höchsten Werte (über 500 mm) traten bei der aktuellen Evapotranspiration in den Jahren 2014, 2021 sowie 2023 mit einem Höchstwert von 534 mm auf. Im Jahr 2023, welches das niederschlagsreichste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen war, trieben die hohen Temperaturen die potenzielle Evapotranspirationsrate in die Höhe, wobei durch die ergiebigen Niederschläge ausreichend Wasser zur Verdunstung zur Verfügung stand, sodass die aktuelle Evapotranspiration ebenfalls entsprechend hoch ausfiel.

Für alle Indikatoren erfolgt eine Trendberechnung und Signifikanzprüfung nach der Methode des Umweltbundesamtes, kurz "DAS-Methode" genannt. Für die potenzielle Evapotranspiration ergab die Trendanalyse einen quadratischen Trend (u-Form). Das heißt, dass zunächst (bis etwa Mitte der 1990er Jahre) ein Rückgang der potenziellen Evapotranspiration stattgefunden hat und nach einer Trendumkehr ein Anstieg erfolgte. Insgesamt zeigt das Änderungssignal (Differenz zwischen Anfangs- und Endwert der Trendkurve) eine Zunahme der potenziellen Evapotranspiration um 185 mm. Für die aktuelle Evapotranspiration ergab die Trendanalyse für die Gesamtzeitreihe keine signifikante Änderung. Hier gibt es hohe Schwankungen von Jahr zu Jahr: so folgen 2021 als Jahr mit der dritthöchsten aktuellen Evapotranspiration und 2020, als Jahr mit dem fünftniedrigsten Wert, direkt aufeinander. Danach schließen sich 2022 mit der 13.-niedrigsten und das Jahr 2023 mit der höchsten aktuellen Evapotranspiration an.