Die globale Erwärmung in der Arktis verstärkt Megabrände auf dem Permafrost

In den Jahren 2019 und 2020 kam es in der sibirischen Arktis zu einer ungewöhnlichen Anzahl von Bränden. Dies hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft zu Bedenken geführt, da die Arktis große Gebiete mit Permafrost aufweist, einer dauerhaft gefrorenen Untergrundschicht, die große Mengen an Kohlenstoff ansammelt. Brände schädigen den Permafrost und tragen zur Freisetzung von Kohlenstoffemissionen in Form von Treibhausgasen bei.

Die unbeantwortete Frage war, ob diese Zunahme der Brände in den Jahren 2019–2020 ein Ausnahmefall war oder ein Trend, der sich mit der Erwärmung der Arktis verschlimmern wird.

Jetzt wurde eine neue Studie in veröffentlicht Wissenschaft und unter der Leitung von Adrià Descals und Josep Peñuelas, beide Wissenschaftler des spanischen Rates für wissenschaftliche Forschung (CSIC) und von CREAF, zeigt, dass der Temperaturanstieg zu einer exponentiellen Zunahme von Bränden in der Arktis führt. David Gaveau, Brandexperte bei TheTreeMap, sowie Forscher des Desertification Research Center (CSIC-University of Valencia), der Universität Wageningen (Niederlande), der University of Kyoto und des Centre for International Forestry Research (CIFOR) in Indonesien an der Studie teilgenommen.

„Allein im Jahr 2020“, erklärt Adrià Descals, Erstautorin, „wurden in der sibirischen Arktis 423 Brände entdeckt, die rund 3 Millionen Hektar verbrannten (eine Fläche, die fast so groß ist wie ganz Belgien) und den Ausstoß von 256 Millionen Tonnen CO2 verursachten Äquivalent“, was den jährlichen CO2-Emissionen in Spanien entspricht. Der Forscher fügt hinzu, dass „bei zukünftiger Erwärmung diese Megabrände am Ende des Jahrhunderts wiederkehren und unterschiedliche Auswirkungen haben werden, sowohl für die Arktis als auch für das globale Klima.“

Analyse von vier Jahrzehnten Satellitenbeobachtungen

Die Autoren quantifizierten anhand von Satellitenbeobachtungen von 1982 bis 2020 die Fläche, die in Sibirien oberhalb des Polarkreises verbrannt wurde, eine Region, die 286 Millionen Hektar umfasst. „Während die Beobachtungen darauf hindeuteten, dass die Brandsaison 2020 außergewöhnlich war, wurde in dieser abgelegenen Region bisher keine genaue quantitative Bewertung vorgenommen“, sagt Co-Autor David Gaveau.

In dieser Arbeit zeigen die Wissenschaftler, dass mit der Temperatur verbundene Brandrisikofaktoren in den letzten Jahrzehnten zugenommen haben und dass es eine exponentielle Beziehung zwischen dem Ausmaß der jährlichen Verbrennung und diesen Faktoren gibt. „Die Temperaturen erreichen eine kritische Schwelle, bei der kleine Anstiege über den Sommerdurchschnitt von 10 Grad Celsius die verbrannte Fläche und die damit verbundenen Emissionen exponentiell erhöhen können“, erklärt Josep Peñuelas.

Der Sommer 2020 war der wärmste seit vier Jahrzehnten, und die große Fläche, die zwischen 2019 und 2020 verbrannt wurde, war beispiellos, erklären die Autoren. Zwischen 2019 und 2020 wurden etwa 4,7 Millionen Hektar verbrannt, was zu Gesamtemissionen von 412,7 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten führte.

„Wir haben Brände oberhalb des 72. nördlichen Breitengrades entdeckt, mehr als 600 km nördlich des Polarkreises, wo Brände ungewöhnlich sind und wo zum Zeitpunkt des Brandes noch Wintereis sichtbar war“, erklärt Adrià Descals. „Viele Brände wurden mit ein paar Tagen Unterschied entdeckt, daher nehmen wir an, dass die Zunahme von Gewittern und Blitzen die Hauptursache der Brände sind, obwohl weitere Untersuchungen erforderlich wären, um zu zeigen, wie stark menschliche Aktivitäten die Brandsaison in dieser abgelegenen Region beeinflussen können .“

Steigende Lufttemperatur und Brandgefahr

Einige Faktoren, die das Brandrisiko erhöhen können, haben erheblich zugenommen, und alle diese Faktoren hängen mit steigenden Temperaturen zusammen. Die Studie erklärt, dass Faktoren wie trockenere Wetterbedingungen, längere Sommer und mehr Vegetation in den letzten vier Jahrzehnten einen konstanten Trend gezeigt haben.

Die Autoren stellen fest, dass „die durchschnittliche Sommertemperatur 2020 – die 11,35 Grad betrug – ab der zweiten Hälfte des Jahrhunderts sehr verbreitet sein wird, wenn die arktische Erwärmung mit der gleichen Geschwindigkeit anhält“. Wie Adrià Descals warnt: „Diese Temperaturanomalien erhöhen die Brandrisikofaktoren, sodass die Bedingungen, die zu den Bränden von 2019 und 2020 geführt haben, bis zum Ende des Jahrhunderts in der Arktis wiederkehren werden.“

Ein Erklärungsmodell, das die Faktoren Feuer verknüpft

In den Jahren 2019 und 2020 übertrafen die Feuerraten in der sibirischen Arktis die der letzten vier Jahrzehnte. Allein im Jahr 2020 gab es sieben Mal mehr Brände als im Durchschnitt seit 1982 und sie beschädigten eine beispiellose Fläche von Mooren. Josep Peñuelas erklärt, dass „die Verkettung dieser Faktoren die Feuerrate erhöht hat“.

„Höhere Temperaturen erklären das frühere Auftauen, was wiederum ein stärkeres Vegetationswachstum ermöglicht und die Verfügbarkeit von Brennstoff erhöht.“

„Die Tatsache, dass es mehr und frühere Vegetation gibt, verringert die Verfügbarkeit von Wasser im Boden, und Pflanzen leiden unter größerem Wasserstress“, sagt Aleixandre Verger, Forscher bei CSIC und CREAF.

Im Gegenzug „erhöhen extreme Hitzewellen, wie im Jahr 2020 in der sibirischen Arktis, die Anfälligkeit für Dürre, da sie Pflanzen austrocknen und die Torffeuchtigkeit verringern und daher die Intensität von Bränden und Kohlenstoffemissionen erhöhen können.“

Auf der anderen Seite können Hitzewellen und vor allem der Anstieg der Oberflächentemperatur konvektive Stürme und Blitze verstärken, die in der Arktis bisher sehr selten waren, aber „mit zunehmender Klimaerwärmung voraussichtlich zunehmen werden“, sagen die Wissenschaftler.

„Die Klimaerwärmung wirkt sich also doppelt auf das Brandrisiko aus: Sie erhöht die Brandanfälligkeit von Vegetation und Mooren und erhöht andererseits die Zahl der durch Gewitter verursachten Entzündungen“, erklärt Adrià Descals.

„Unsere Arbeit deutet darauf hin, dass die Arktis bereits eine Änderung der Brandregime durch die Klimaerwärmung erlebt. Die in den Jahren 2019 und 2020 verbrannten Gebiete könnten außergewöhnliche Ereignisse sein, aber die jüngsten Temperaturtrends und prognostizierten Szenarien deuten darauf hin, dass sie bis zum Ende des Jahrhunderts groß sein werden Brände wie die in den Jahren 2019 und 2020 werden häufig auftreten, wenn die Temperaturen weiterhin mit der derzeitigen Geschwindigkeit steigen“, schlussfolgern Adrià Descals und Josep Peñuelas.