Flächenbrände verstärken lokalen Klimawandel

Folgen der globalen Erwärmung

Neue Messungen belegen einem Artikel in energiezukunft zufolge, dass Waldbrände erhebliche Auswirkungen auf das Klima einzelner Regionen haben. Rußpartikel gelangen nämlich bis in 12 Kilometer Höhe und heizen dort die unterste Stratosphäre auf. Die neuen Erkenntnisse – in PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA) veröffentlicht – wurde im Rahmen des  Global Observing System (IAGOS) mithilfe von Lufthansa-Flugzeugen gewonnen, die einen Instrumentencontainer an Bord hatten.

PNAS: “Einzigartige Informationen über die Häufigkeit und Entwicklung von flächenbrand-emittiertem schwarzem Kohlenstoff (Black Carbon – BC) im untersten Teil der Stratosphäre (LMS) seien aus Langzeitmessungen in der Luft gewonnen worden, die in Zusammenarbeit mit der Lufthansa durch das Civil Aircraft for the Regular Investigation of the Atmosphere Based on a Instrument Container (CARIBIC)-Projekt, das als Teil des am KIT angesiedelten Rahmenwerks In-Service Aircraft for a Global Observing System (IAGOS CARIBIC), durchgeführt wurde.”
IAGOS CARIBIC ist ein innovatives wissenschaftliches Projekt zur Untersuchung und Überwachung wichtiger chemischer und physikalischer Prozesse in der Erdatmosphäre. Auf Langstreckenflügen werden detaillierte und umfangreiche Messungen durchgeführt. CARIBIC setzt einen modifizierten Luftfrachtcontainer mit automatisierten wissenschaftlichen Geräten ein, die mit einem Luft- und Partikeleinlass (Aerosol) unter dem Flugzeug verbunden sind. Mit einem Passagier-Airbus A340-600 der Lufthansa werden insgesamt mehr als 530 Flüge erfolgreich absolviert.
“Unsere Ergebnisse zeigen, dass Flächenbrände die BC-Massenkonzentration in der unteren Atmosphäre dramatisch erhöhen können, den regionalen Klimawandel erheblich verstärken und eine Herausforderung für Modellsimulationen darstellen. Es wird erwartet, dass der Klimawandel die Häufigkeit und Ausbreitung von Flächenbränden erhöhen wird. Die Aufzeichnung einer aktuellen Ausgangssituation mit umfangreichen und langfristigen Messungen sollte daher dazu beitragen, Modelleinschätzungen der Klimaauswirkungen von BC einzuschränken und unser grundlegendes Verständnis des künftigen Klimawandels zu fördern.” (pnas.org/content/115/50/E11595 – übersetzt mit www.DeepL.com/Translator)

140 Milliarden Euro hätten die Naturkatastrophen des Jahres 2018 nach einer Schätzung Rückversicherers Munich Re gekostet, so das Munich-Re-Fazit auf energiezukunft. Im vegangenen Sommer haben viele heiße und trockene Tage die Brände begünstigt. Doch nicht nur die globale Erwärmung selbst ist mitverantwortlich dafür, sondern auch die Brände selbst erhitzen das lokale Klima – das zeigen die neuen Messungen der vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie koordinierten Forschungsinfrastruktur JAGOS. Für Andreas Zahn vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT sind die Ergebnisse der Messungen erschreckend. „Wir haben herausgefunden, dass große Mengen Ruß aus Waldbränden bis in die untere Stratosphäre in über zwölf Kilometern Höhe gelangen“, so Zahn. Dabei waren die Rußpartikel mit einer dicken Schicht aus hauptsächlich organischen Substanzen überzogen. „Durch die hohen Konzentrationen und die dicke Beschichtung der schwarzen Kohlenstoffpartikel kann sich die unterste Stratosphäre lokal stark erwärmen, was wiederum das regionale Klima beeinflusst“, erklärt Zahn weiter.

„In der Stratosphäre können Rußpartikel wesentlich stärkere Klimawirkung haben als tiefer unten“

Denn die Beschaffenheit der Stratosphäre ist entscheidend für die darunter liegenden klimatischen Verhältnisse. „In der Stratosphäre können Rußpartikel eine wesentlich stärkere Klimawirkung haben als in niedrigeren Höhen“, erklärt  Cheng Yafang vom Max-Planck-Institut für Chemie und leitende Direktorin des Projekts. Dies liege an der stärkeren Sonneneinstrahlung, der verstärkten Rückstreuung der Strahlung durch Wolken und der langen Verweilzeit der Partikel. Damit die Rußpartikel jedoch bis in die Stratosphäre gelangen, bedarf es spezifischer Wetterbedingungen, wie tiefhängender Wolken mit hohem Wärmetransport, welche die Rußpartikel nach oben katapultieren.

Waldbrände Kaliforniens – Foto © NASA)

Solche extreme Konzentrationen von Rußpartikeln wurden bereits sowohl über dem Nordosten Deutschlands als auch Kaliforniens gemessen. Das Forscherteam will die Messungen auch auf Asien und Afrika ausdehnen, wo es sehr häufig zu Flächenbränden kommt. „Um zu quantifizieren, wie Waldbrände die Atmosphäre beeinflussen und um unser Verständnis des gegenwärtigen und zukünftigen Klimawandels zu verbessern, sind langfristige und weitreichende Messungen unerlässlich“, so Yafan. Manuel Försts Fazit auf energiezhukunft: “So scheint es, dass Waldbrände teil eines unheilvollen Kreislaufes sind, bei dem Dürre und Hitze durch den menschengemachten Klimawandel Brände entfachen und diese wiederum das regionale Klima erwärmen – was zu noch stärkeren Hitzewellen und Dürreperioden führt.”

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