Studie zeigt: Unausgewogene Verbesserung der Luftqualität kann Waldbrände begünstigen

Wenn wir sauberere Luft, weniger Waldbrände und einen weniger schwerwiegenden Klimawandel wollen, müssen wir laut einer neuen Studie der UC Riverside gleichzeitig die Aerosolverschmutzung und Treibhausgase wie Kohlendioxid reduzieren.

Die Studie ergab, dass boreale Wälder in der nördlichen Hemisphäre besonders anfällig für die negativen Auswirkungen der Beseitigung der Aerosolverschmutzung sind. Dazu gehören Wälder in Kanada, Alaska, Nordeuropa und Nordrussland.

Aerosole sind kleine Partikel wie Staub und Meersalz sowie in der Luft schwebende Chemikalien, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen. Sie sind für die schlechte Luftqualität verantwortlich. Die UCR Studieerschienen in der Zeitschrift Wissenschaftliche Fortschrittezeigten, dass eine Verringerung der vom Menschen verursachten Aerosolkonzentrationen zu einer Zunahme von Waldbränden führt, insbesondere in den Wäldern der nördlichen Hemisphäre.

Da Aerosolpartikel wie Sulfat und deren Vorläufer wie Schwefeldioxid das Sonnenlicht reflektieren und dazu beitragen, dass die Wolken heller werden, bedeutet ihre Entfernung, dass mehr Sonnenwärme auf den Boden trifft.

„Die Luft zu reinigen, was wir alle wollen, wird die globale Erwärmung beschleunigen und auch Waldbrände verursachen, wenn wir nicht gleichzeitig die Emissionen von Treibhausgasen wie Methan und Kohlendioxid reduzieren“, sagte Robert Allen, Professor für Klimatologie an der UCR und leitender Autor der Studie.

Der Erwärmungseffekt des atmosphärischen Kohlendioxidgehalts ist bekannt. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe für Wärme, Strom und Transport gelangt immer mehr CO2 in die Atmosphäre. Das CO2 wirkt wie eine Decke und verhindert, dass Wärme die Erde verlässt.

Hitzewellen und Dürren kommen im heutigen Klima häufiger vor als noch vor 50 Jahren. Diese Bedingungen führen zum Absterben von Pflanzen und werden zum Zündstoff für Waldbrände.

„Wenn der Boden austrocknet, trocknen auch die Pflanzen aus, was sie brennbarer macht“, sagte Allen. „Die Erwärmung trägt zu Waldbränden bei.“

Sowohl die Reduzierung von CO2 als auch von Aerosolen führt zur Erwärmung und zu einer starken Zunahme von Waldbränden. Eine Reduzierung der Aerosolemissionen führt jedoch zu mehr Bränden.

„Wir bringen Brandaktivität normalerweise mit zunehmender Hitze in Verbindung – trockenere Bedingungen, erhöhte Brennbarkeit und so weiter“, sagte Allen. „Aber in unseren Experimenten haben wir gesehen, dass, obwohl eine Erhöhung des CO2-Gehalts einen stärkeren Temperaturanstieg verursacht, die Brandaktivität bei der Eindämmung von Aerosolen tatsächlich stärker zunimmt.“

Wenn Pflanzen in einem Prozess namens Photosynthese Licht in Nahrung umwandeln, verbrauchen sie CO2. Wenn mehr CO2 in der Atmosphäre ist, müssen Pflanzen die Poren in ihren Blättern nicht so lange offen halten, um das CO2 zu erhalten, das sie benötigen. Wenn sie ihre Poren geschlossen halten, können sie mehr Wasser speichern. Das bedeutet auch, dass die Pflanzen nicht so viel Wasser aus dem Boden ziehen müssen.

Dies bedeutet, dass Pflanzen bei einer Aerosolminderung stärker austrocknen. Da weniger kühlende Aerosole die Bedingungen wärmer machen, verdunstet mehr Wasser aus den Pflanzenporen. Da die Pflanzen Wasser verlieren, müssen sie mehr davon aus dem Boden ziehen, was ebenfalls zu trockenerem Boden führt.

Bemerkenswert ist, dass vom Menschen erzeugte Aerosole eine kurze Lebensdauer haben. „Wenn man die Aerosolemissionen heute stoppen würde, wären sie innerhalb einer Woche aus der Atmosphäre verschwunden“, sagte Allen.

Weltweit wurden Fortschritte bei der Reduzierung von Sulfataerosolen erzielt, die durch Schwefeldioxidemissionen entstehen. Die USA und Europa haben die Kohleverbrennung deutlich reduziert. Die verbleibenden Kohlekraftwerke verwenden jetzt eine „Scrubber“-Technologie, die die Bildung dieser Chemikalien verhindert. „Das ist gut für die Luftqualität, aber möglicherweise schlecht für das Klima“, sagte Allen.

Ein schnellerer Weg, die durch die Aerosolminderung verursachte Erwärmung auszugleichen, wäre eine deutliche Reduzierung der Methanemissionen aus der Landwirtschaft, fossilen Brennstoffen und Deponieabfällen.

Methan erwärmt den Planeten 86-mal stärker als Kohlendioxid, hat aber eine viel kürzere Halbwertszeit. Methan hält nur etwa ein Jahrzehnt, CO2 dagegen kann potenziell Tausende von Jahren überdauern.

„Die Erwärmung, die durch die Reduzierung der Aerosole zustande käme, könnte durch eine ausreichende Reduzierung des Methans ausgeglichen werden“, sagte Allen.

Mehr als 150 Länder haben sich verpflichtet, ihre Methanemissionen bis 2030 um mindestens 30 Prozent gegenüber dem Stand von 2020 zu senken. Die Teilnehmer repräsentieren mehr als die Hälfte aller vom Menschen verursachten Methanemissionen; es handelt sich also um ein erreichbares Ziel.

„Wir sind in Bezug auf Aerosole und Methan auf dem richtigen Weg. Ich habe noch Hoffnung, aber es bleibt nur ein kleines Zeitfenster, um dies zu erreichen und die schlimmsten prognostizierten Klimaauswirkungen zu vermeiden“, sagte Allen. „Dieses Jahrzehnt ist das entscheidende.“