Forscher finden heraus, dass der Rauch westlicher Waldbrände das arktische Meereis beeinflussen kann

Meereis und Waldbrände sind möglicherweise stärker miteinander verbunden als bisher angenommen, laut neuen Forschungsergebnissen, die heute veröffentlicht wurden Wissenschaftliche Fortschritte.

Forscher der University of Colorado Boulder und des National Center for Atmospheric Research (NCAR) untersuchten die Unterschiede zwischen Klimamodellen und fanden heraus, dass Ruß und andere verbrannte Biomasse von Waldbränden hier in Colorado und anderswo in der nördlichen Hemisphäre schließlich ihren Weg zum Klima finden können Arktis. Dort angekommen, kann es beeinflussen, wie viel – oder wie wenig – Meereis zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhanden ist.

Dies wiederum kann Welleneffekte auf die Klimamuster für den Rest der Welt verursachen und eine Rückkopplungsschleife zwischen den beiden Systemen auf eine Weise verstärken, die zuvor nicht beobachtet wurde.

„Diese Forschung ergab, dass Partikel, die von Waldbränden ausgestoßen werden, in denen Menschen leben, wirklich einen Einfluss darauf haben können, was in der Tausende von Kilometern entfernten Arktis passiert“, sagte Patricia DeRepentigny, die Hauptautorin des Papiers und Postdoktorandin am NCAR.

„Manchmal kann die Arktis als diese Region angesehen werden, um die wir uns nicht kümmern sollten, weil sie so weit von unserem Wohnort entfernt ist … aber die Tatsache, dass es hier ein Hin und Her mit den Waldbränden gibt, kann das Meereis beeinträchtigen , und ein schwindendes Meereis kann hier dann zu mehr Waldbränden führen, verbindet uns ein bisschen mehr mit der Arktis.“

Klimamodelle, bei denen es sich um Simulationen der Wechselwirkungen verschiedener Teile des Klimas handelt, werden seit langem von Regierungen auf der ganzen Welt verwendet, um die künftige Politik im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu steuern. Da die Wissenschaft fortgeschrittener geworden ist, haben auch diese Modelle an Raffinesse und Leistungsfähigkeit gewonnen.

DeRepentigny und Kollegen bemerkten jedoch, dass es in einem neueren Modell, dem NCAR-basierten Community Earth System Model Version 2 (CESM2), gegen Ende des 20 Vorgängermodelle. Also beschlossen sie zu verstehen, warum.

Beim Vergleich der Antriebskräfte (die verschiedenen Möglichkeiten, wie ein Klimamodell beeinflusst werden kann, wie Kohlendioxid- oder Methanemissionen oder Sonneneinstrahlung) zwischen der neuen und der vorherigen Generation von Klimamodellen fanden sie heraus, dass die Emissionen aus der Verbrennung von Biomasse die größten Auswirkungen auf das arktische Meer hatten Eisverlust bei Simulation.

Als sie genauer untersuchten, warum diese Emissionen aus der Verbrennung von Biomasse so wichtig waren, stellten sie fest, dass der Hauptunterschied auf den nichtlinearen Wolkeneffekten beruht, die entstehen können, wenn Aerosole, kleine Partikel oder Flüssigkeitströpfchen, die von Bränden freigesetzt werden, mit arktischen Wolken interagieren. Wenn während eines schweren Feuerjahres viele Aerosole freigesetzt werden, kann dies zu mehr und dickeren Wolken führen, während diese Wolken in leichteren Feuerjahren dünner sind – wodurch mehr Sonnenstrahlung durchdringen und mehr Eis schmelzen kann.

Frühere Forschungen hatten bereits gezeigt, dass sich große Waldbrände über dem Westen der USA ausbreiten, wenn das Meereis schmilzt. Diese neue Studie zeigt, dass Rauch von Waldbränden zum Schutz des Eises beitragen kann, und legt nahe, dass diese Variabilität möglicherweise eine stärkere Rückkopplungsschleife erzeugt als zuvor Gedanke.

„Wenn wir über das Klima nachdenken, ist alles wirklich miteinander verbunden, und dies ist wirklich ein großartiges Beispiel dafür“, sagte Alexandra Jahn, eine Autorin dieses Artikels und außerordentliche Professorin für Atmosphären- und Ozeanwissenschaften und das Institut für Arktis- und Alpenforschung (INSTAAR ) an der CU Boulder.

„Wenn wir über Klimaprozesse nachdenken, ist das wirklich ein globales Problem, und wir können es nicht isoliert untersuchen. Wir müssen wirklich immer das globale Bild betrachten, um all diese verschiedenen Wechselwirkungen zu verstehen.“

Die Forscher weisen darauf hin, dass diese Forschung modellspezifisch war, was bedeutet, dass sie nur ein bestimmtes Klimamodell betrachtete, dass ihre Experimente jedoch einen guten Ausgangspunkt für zukünftige Forschung bieten. Dies umfasst möglicherweise die genaue Bestimmung der Auswirkungen bestimmter Brände und nicht allgemein gesprochen von Bränden und die Feinabstimmung der Modelle, damit sie Simulationen durchführen können, bei denen das Modell selbst die Brände erzeugen kann. Wenn also ein trockenes Jahr vorhergesagt wird, könnte das Modell mehr Brände simulieren, was wiederum in die Prognosen für den zukünftigen Meereisverlust einfließen würde.

„Das Ziel, das wir hier zu erreichen versuchen, ist, dass diese Klimasimulationen zuverlässiger sind und uns Prognosen liefern, die dann politische Entscheidungsträger und gesellschaftliche Entscheidungen informieren können“, sagte DeRepentigny und fügte hinzu, dass diese Studie „uns hilft, etwas näher zu kommen kann uns wirklich helfen, als Gesellschaft die besten Entscheidungen zu treffen.“

Weitere Autoren des Papiers sind Marika M. Holland, John Fasullo, Jean-François Lamarque, Cécile Hannay, David A. Bailey, Simone Tilmes und Michael J. Mills vom National Center for Atmospheric Research sowie Jennifer E. Kay und Andrew P. Barrett an der CU Boulder.