Die Auswirkungen von Waldbränden auf die Luftqualität verstehen

Waldbrände, die durch ungeplante, unkontrollierte und unvorhersehbare Brände gekennzeichnet sind, die in Gebieten wie Wäldern, Grasland und Prärien ausbrechen, haben in letzter Zeit an Häufigkeit und Intensität zugenommen. Waldbrände, die wahrscheinlich auf die Auswirkungen des Klimawandels zurückzuführen sind, wirken sich zunehmend auf Ökosysteme und Menschenleben aus. Während Waldbrände als ökologisch vorteilhaft gelten, gibt es zunehmend Bedenken hinsichtlich der negativen Auswirkungen, nämlich der Verschlechterung der Luftqualität durch den freigesetzten Rauch und die freigesetzten Schadstoffe.

Insbesondere Kohlenmonoxid (CO) und Ozon (O3) tragen maßgeblich zur durch Waldbrände verursachten Luftverschmutzung bei. Im Gegensatz zu CO entsteht O3 jedoch nicht direkt bei Waldbränden. Stattdessen wird es aus O3-Vorläufern hergestellt, die bei Waldbränden freigesetzt werden, und seine Produktion hängt von mehreren Faktoren ab. Dies wiederum verkompliziert den O3-Produktionsprozess. Darüber hinaus bestimmt sein Vorhandensein in den Schwaden von Waldbränden das Alter der Schwaden von Waldbränden. Die Bewertung seiner Konzentrationen ist daher notwendig, um besser zu verstehen, wie Waldbrände die Luftqualität, das Wetter und das Klima beeinflussen.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in der Zeitschrift für angewandte Fernerkundungberichteten Wissenschaftler des NASA Langley Research Center in Zusammenarbeit mit der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) über ihre Ergebnisse zu diesem Thema in den Feldkampagnen Fire Influence on Regional to Global Environments and Air Quality (FIREX-AQ) im Jahr 2019. Die Messungen der atmosphärischen CO- und O3-Werte wurden in den kontinentalen USA mit einem Fernsensor namens „National Airborne Sounder Testbed-Interferometer“ (NAST-I) durchgeführt, der sowohl eine hohe räumliche als auch spektrale Auflösung lieferte.

„Das NAST-I an Bord des NASA ER-2-Flugzeugs deckt einen Raum ab, der groß genug ist, um die Waldbrandfahne von ihrer Entstehung, Entwicklung und ihrem Transport zu überwachen, und liefert 3D-Verteilungen der O3- und CO-Konzentrationen mit einer höheren räumlichen Auflösung als die von Satelliten-Infrarot-Ultraspektralsensoren“, sagte Dr. Daniel K. Zhou, der Hauptforscher von NAST-I und Hauptautor der Studie.

Basierend auf diesen Messungen schätzte das Team das Alter der Fahne, indem es die unterschiedlichen Konzentrationsverhältnisse von O3 und CO, dh ΔO3/ΔCO, beobachtete und eine lineare Anpassung an frühere Beobachtungen der ΔO3/ΔCO-Verhältnisse von Waldbränden durchführte. „Unsere Ergebnisse zeigten erhöhte CO-Konzentrationen in der sich entwickelnden Wolke, als sie von der Brandstelle wegtransportiert wurde. Das Alter der Fahnen war sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung mit der Entfernung der Fahnen verbunden“, sagte Zhou.

Insgesamt liefert diese Studie wichtige Erkenntnisse, die sich als entscheidend für ein tieferes Verständnis der Auswirkungen von Waldbränden auf die Atmosphäre und der erforderlichen Maßnahmen zu ihrer Eindämmung erweisen könnten.