Wenn Sie in Küstennähe wohnen, beginnt die Waldbrandsaison mit den berüchtigten Santa-Ana-Winden in Südkalifornien, die normalerweise im Herbst auftreten.
Aber im Landesinneren ist die Feuersaison bereits in vollem Gange.
Es sei, als gäbe es zwei getrennte Feuersaisonen, sagte David Gomberg, Prognostiker und Programmmanager für Feuerwetter beim National Weather Service in Oxnard. Sein Prognosebüro warnt seit mehr als einer Woche vor der Gefahr von Bränden, die zu gewaltigen Bränden ausbrechen und Rauchwolken Tausende Meter hoch in den Himmel schicken können. Und das ohne nennenswerte Winde, wie zum Beispiel Santa Anas.
„Starke Winde sind keine Voraussetzung für große unkontrollierbare Brände“, sagte John Abatzoglou, Professor für Klimatologie an der UC Merced, der die Verzweigung der Feueraktivität in Südkalifornien untersucht hat.
Diese Brände, sagte er, werden durch ein Dreiklang aus Brennstoffen, Topographie, Trockenheit und Hitze verursacht – davon gab es diesen Sommer im Südwesten reichlich.
Aber es gibt noch einen weiteren wichtigen, aber wenig verstandenen Faktor – ein Produkt der Hitze, das Brandprognostiker genau untersuchen. Man nennt sie Mischhöhe.
Die Mischungshöhe ist ein Maß dafür, wie hoch eine Rauchsäule oder -fahne bei einem Brand aufsteigen kann.
Die Messung könne als Anhaltspunkt für die Einschätzung der Brandgefahr verwendet werden, sagte Darren Clabo, der Feuermeteorologe des Bundesstaates South Dakota.
Die Kenntnis der Mischungshöhe könne Wissenschaftlern helfen, das potenzielle vertikale Fahnenwachstum eines Feuers zu bestimmen, sagte Gomberg.
Ein Feuer mit einer hohen vertikalen Wolke oder Konvektionssäule aus Rauch, Asche, Partikeln und anderen Gasen ist gefährlich, weil es wie ein riesiger Schornstein wirkt. Luft strömt ein, um die in der Säule aufsteigende erhitzte Luft zu ersetzen, wodurch unregelmäßige Winde auf dem Boden entstehen, die ein extremes Brandverhalten hervorrufen.
Höhere Temperaturen führen tendenziell zu höheren Mischhöhen, sagte Gomberg.
„Während einer typischen Hitzewelle kommt es im Landesinneren häufig zu Vermischungshöhen zwischen 10.000 und 15.000 Fuß und bei großen Hitzewellen, wie wir sie beispielsweise beim Stationsbrand und beim Bobcat-Brand gesehen haben, manchmal sogar bis zu 20.000 Fuß.“
Erhöhte Hitze und Mischungshöhen von 10.000 bis 15.000 Fuß im Inland Empire haben zu jüngsten, von Rauchwolken dominierten Bränden wie dem Bonny-Feuer im Riverside County beigetragen. Der Meteorologe Brian Adams sagte, dass er am Freitag von seinem Fenster im Büro des Wetterdienstes von San Diego in Rancho Bernardo aus beobachten konnte, wie eine Pyrokumuluswolke über dem Brand in Bonny aufstieg.
Die Mischungshöhe markiert die Oberseite der planetaren Grenzschicht, das ist der Abschnitt der Atmosphäre, der von der Erdoberfläche beeinflusst wird, beispielsweise durch die Erwärmung von Land und Meer durch die Sonne und die Behinderung des Windes durch Bäume und Gebäude.
Nachts und in kühleren Jahreszeiten zieht sich die Planetengrenzschicht zusammen, da die Sonnenwärme weniger zur Erwärmung der Erdoberfläche beiträgt. (Wenn es brennt, wird der Rauch deshalb nachts nahe am Boden gehalten und das Feuer legt sich nieder.)
Wenn Sie morgens als Erstes einen Wetterballon aufsteigen lassen, könnte dieser unmittelbar über der Erdoberfläche auf wärmere Luft treffen, bevor er mit steigendem Aufstieg zunehmend kühlere Temperaturen feststellt. Das liegt daran, dass die Sonne nachts den Boden und die Luft direkt darüber nicht erwärmt.
Wenn die Sonne aufgeht, erwärmt sie den Boden, wodurch die Luft darüber erwärmt wird. Luft, die wärmer ist als die Umgebungsluft, steigt auf; Luft, die kühler ist als die Umgebungsluft, sinkt.
Mit zunehmender Hitze der Sommersonne dehnt sich die Planetengrenzschicht aus. Wenn es brennt, haftet der Rauch nicht mehr am Boden; Stattdessen ragt es abrupt Tausende von Fuß in den Himmel. Das bedeutet, dass die Mischungshöhe plötzlich dramatisch höher ist, was erhebliche Auswirkungen auf das Brandverhalten hat.
Wenn warme Luft in der Nähe der Oberfläche aufsteigt, hinterlässt sie Hohlräume oder Tiefdruckgebiete. Da die Atmosphäre ständig versucht, das Gleichgewicht wiederherzustellen, fließt ein höherer Druck immer in Richtung eines niedrigeren Drucks. Neben diesen Hohlräumen strömt Luft ein, um den leeren Raum zu füllen. Dadurch entstehen weitere Hohlräume, die ebenfalls gefüllt werden müssen, diesmal durch von oben herabsinkende Luft.
Aber wenn Luft sinkt, wird sie durch Kompression erhitzt, ähnlich wie eine Fahrradpumpe heiß wird, weil die Luft in einen kleineren Raum gedrückt wird. Je weiter die Luft aufgrund der hohen Mischhöhe absinkt, desto stärker wird sie zur Erwärmung gezwungen.
Darüber hinaus ist die Luft, die aus höheren Schichten der Atmosphäre herabsinkt, knochentrocken im Vergleich zu der feuchteren Luft, die an der Erdoberfläche hängt.
„Ein Tag mit hohen Mischhöhen senkt den Oberflächentaupunkt [humidity] und erhöht die Oberflächentemperaturen“, sagte Clabo. „Höhere Mischhöhen fördern aufgrund dieser Prozesse tendenziell ein größeres Feuerwachstum.“
Wenn es unter diesen Bedingungen zu einem Brand kommt, steigt die erhitzte Luft sehr schnell auf und erzeugt schnell eine Konvektionssäule oder -fahne und damit gefährliche Bedingungen, sagte Clabo.
Experten warnen davor, dass die Erwärmung durch den vom Menschen verursachten Klimawandel ein Faktor für die anhaltende Hitze im Westen ist. Der starke Hochdruckkamm, der manchmal als „Hitzekuppel“ bezeichnet wird und den Südwesten belagert, könnte an Ort und Stelle stecken bleiben, weil der Jetstream, die Luftströmungen in den oberen Schichten, die das Wettergeschehen rund um den Globus steuern, welliger geworden ist.
Auch ohne den Klimawandel ist mit weiterer Hitze zu rechnen. In Südkalifornien sind die Täler im Landesinneren Mitte August am heißesten, etwas später als im Rest des Landes. Näher an der Küste verzögert sich das heißeste Wetter nur um einen Bruchteil gegen Ende August bis zum 1. September, sagte Eric Boldt, Meteorologe beim National Weather Service in Oxnard.
Die Wildlandvegetation in Südkalifornien sei in den letzten Wochen ausgetrocknet, sagt Abatzoglou, aber das kühle Frühlingswetter, das bis in den Juni hinein andauerte, habe geholfen. „Sollte es in den Bergen noch einige Wochen lang anhaltend und ungewöhnlich heiß und ausgedörrt sein, könnten sich die Schalter einschalten, die wahrscheinlich die hohe Brandgefahr begrenzen.“
Zu diesem Zeitpunkt wird Südkalifornien an der Schwelle zu seinem anderen Feuerregime stehen, das durch heiße, trockene Santa-Ana-Winde angeheizt wird.
2023 Los Angeles Times.
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