Reaktion der Flusswassertemperatur auf atmosphärische Hitzewellen wird durch Abfluss und Schmelzwasser moduliert

Warum Bergflüsse in einer sich erwärmenden Welt wichtig sind

In den europäischen Alpen sind Flüsse Lebensadern für die Tierwelt, die Trinkwasserversorgung, die Landwirtschaft und die Energieerzeugung. Wenn die Luft jedoch während Hitzewellen stark erhitzt, können diese Flüsse ebenfalls überhitzen und Fischsterben, Probleme der Wasserqualität sowie Abschaltungen von Kraftwerken auslösen. Diese Studie stellt eine auf den ersten Blick einfache, aber folgenreiche Frage: Wenn die Atmosphäre schwitzt, folgen die Alpenflüsse dann immer gleichermaßen, oder gibt es verborgene Faktoren, die Flusswasser länger kühl halten können?

Wenn heiße Luft nicht automatisch heiße Flüsse bedeutet

Anhand von Daten aus 275 Flusseinzugsgebieten in der Schweiz und Österreich im Zeitraum 2011 bis 2021 verglichen die Forschenden „atmosphärische Hitzewellen“ in der Luft mit „flussbedingten Hitzewellen“ im Wasser. Beide wurden definiert als Zeiträume von mindestens fünf Tagen, in denen die lokalen Temperaturen in die heißesten 10 Prozent für die jeweilige Jahreszeit vordrangen. Überraschenderweise führten nur etwa 47 Prozent der atmosphärischen Hitzewellen auch zu Hitzewellen in den Flüssen. Zeitpunkt und Stärke der Kopplung hingen stark davon ab, wo und wann das Ereignis auftrat: Flüsse in tieferen Lagen im Frühjahr und Sommer erwärmten sich am wahrscheinlichsten zusammen mit der Luft, während Flüsse in höheren Lagen eher im Herbst reagierten und im Sommer oft relativ kühl blieben.

Verborgene Helfer: zusätzliches Wasser und schmelzender Schnee

Um zu verstehen, warum sich manche Flüsse dem Erwärmen widersetzten, blickte das Team über die Lufttemperatur hinaus auf eine Reihe weiterer Bedingungen: Abfluss, Schmelzwasser aus Schnee und Gletschern, Bodenfeuchte, Niederschlag minus Verdunstung, Luftfeuchte und die einfallende Sonneneinstrahlung. Sie überführten all diese Größen auf eine gemeinsame Skala der „Ungewöhnlichkeit“. Das klarste Muster ergab sich für die Menge an Wasser, das durch den Fluss strömte, und für den Anteil dieses Wassers, der aus schmelzendem Schnee und Eis stammte. Während vieler Hitzewellen blieben Flüsse mit überdurchschnittlich hohem Abfluss und starken Beiträgen kalten Schmelzwassers kühler, selbst wenn die umgebende Luft außergewöhnlich heiß war. Im Gegensatz dazu traten Flusshitzewellen deutlich häufiger auf, wenn die Abflüsse niedriger als normal waren.

Wenn Niedrigwasser und Seen das Gleichgewicht kippen

Niedrigabfluss in Trockenperioden erwies sich als zentraler Problemmotor. Bei weniger Wasser im Flussbett reduziert sich die „Wärmekapazität“ des Gewässers, sodass dieselbe Menge einfallender Wärme die Temperatur schneller steigen lässt. Diese Niedrigwasserphasen gehen auch typischerweise mit reduzierten Grundwasser- und Schmelzeinflüssen einher, sodass wichtige natürliche Kühlquellen verloren gehen. Die Fallbeispiele der Studie veranschaulichen das: Zwei Hitzewellen im Frühsommer am österreichischen Fluss Drau wiesen ähnliche Lufttemperaturen auf, doch in einem Jahr führten reichliches Schmelzwasser und hoher Abfluss zu keiner Flusshitzewelle, während zwei Jahre später, mit wenig verbliebenem Schnee und geringerem Abfluss, an allen Messstellen Flusshitzewellen auftraten. Große Seen fügten eine weitere Wendung hinzu. Im Winter und Frühjahr ist das Wasser, das aus Alpenseen abfließt, oft kühler als die Zuflüsse und dämpft so eine Erwärmung stromabwärts. In Mitte und Spätsommer jedoch kann sonnenaufgewärmtes Seewasser die Erwärmung der flussabwärts liegenden Abschnitte tatsächlich verstärken.

Sich verändernde Jahreszeiten im Zeitalter des Klimawandels

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die künftige Erwärmung von Flüssen nicht nur von heißerer Luft, sondern auch von veränderten Wasserregimen bestimmt wird. Vom Klimawandel wird erwartet, dass Hitzewellen häufiger und intensiver werden und Trockenperioden länger ausfallen — beides begünstigt Flusshitzewellen. Gleichzeitig schrumpfen die Alpensschneedecken und Gletscher und schmelzen früher im Jahr. Das bedeutet, dass im späten Frühjahr und Sommer weniger kaltes Schmelzwasser die Flüsse erreicht, wenn es derzeit noch entscheidenden Schutz bietet. In vielen Einzugsgebieten werden die Abflussmuster voraussichtlich von schmelzdominierten zu regendominierten Systemen wechseln, was zu geringeren Sommerabflüssen und damit zu einer weiter verminderten Wärmepufferung der Flüsse führt.

Was das für Flüsse, Fische und Menschen bedeutet

Für Nicht-Fachleute lautet die wichtigste Erkenntnis, dass Bergflüsse keine passiven Thermometer der darüber liegenden Luft sind. Ihre Temperatur während Hitzewellen hängt stark davon ab, wie viel Wasser sie führen, wann Schnee und Eis schmelzen, wie Seen durchmischt werden und Wasser abgeben und ob Einzugsgebiete nass oder trocken sind. Heute verhindern diese Faktoren manchmal gefährliche Flussaufheizungen, selbst wenn die Luft heiß ist. Mit abnehmendem Schmelzwasser und fallenden Sommerabflüssen in den Alpen dürfte dieser natürliche Schutz jedoch schwächer werden. Ohne umsichtiges Management von Wasserverbrauch, Stauanlagenbetrieb und ökosystemaren Bedürfnissen könnten Flusshitzewellen häufiger und schwerer werden, mit weitreichenden Folgen für aquatische Lebewesen, Trinkwasserqualität und Wasserkraftproduktion.

Zitation: van Hamel, A., Janzing, J. & Brunner, M.I. River temperature response to atmospheric heatwaves is modulated by discharge and meltwater. Commun Earth Environ 7, 296 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03269-6

Schlüsselwörter: Flusshitzewellen, Alpenflüsse, Schmelzwasser, Gewässerniedrigabfluss, Auswirkungen des Klimawandels