Eine neue Studie der UC Riverside zeigt, dass der Ruß von großen Waldbränden in Kalifornien das Sonnenlicht einfängt und die Tage dadurch wärmer und trockener werden lässt als sie sein sollten.
Zahlreiche Studien untersuchen die Auswirkungen des Klimawandels auf Waldbrände. Ziel dieser Studie war jedoch, den umgekehrten Fall zu verstehen – ob große Brände auch das Klima verändern.
„Ich wollte herausfinden, wie das Wetter durch die Aerosole beeinflusst wird, die bei Waldbränden freigesetzt werden“, sagte der leitende Studienautor und UCR-Doktorand James Gomez.
Um Antworten zu finden, analysierte Gomez die Tage mit den höchsten Brandzahlen und die Emissionen aus jeder Brandsaison der letzten 20 Jahre. Von diesen Brandtagen untersuchte er eine Untergruppe, die auftrat, wenn die Temperaturen niedriger und die Luftfeuchtigkeit höher war. „Ich habe mir ungewöhnlich kühle oder nasse Tage während der Brandsaison angesehen, sowohl mit als auch ohne Brände. Dadurch werden die Auswirkungen des Brandwetters größtenteils ausgeschlossen“, sagte Gomez.
Veröffentlicht in der Zeitschrift Atmosphärenchemie und Physik, Die Studie fanden heraus, dass große Brände tatsächlich einen Effekt hatten. Sie machten es an den Tagen, an denen die Brände brannten, heißer und trockener als sonst. Die zusätzliche Hitze und Trockenheit könnten dann die Bedingungen für weitere Brände begünstigen.
„Es scheint, als würden diese Brände ihr eigenes Brandwetter erzeugen“, sagte Gomez.
Die heftigsten Brände ereigneten sich in Nordkalifornien, wo die brandfördernde Vegetation dichter ist als anderswo im Bundesstaat. Im Durchschnitt waren die Temperaturen während der Brände täglich etwa 1 Grad Celsius höher.
Dafür gibt es vermutlich zwei Gründe. Erstens speichert Ruß Wärme und zweitens verringert die zusätzliche Wärme die Luftfeuchtigkeit in der Atmosphäre, wodurch die Wolkenbildung erschwert wird.
„Brände stoßen Rauch mit Ruß aus. Da er sehr dunkel ist, absorbiert der Ruß das Sonnenlicht leichter als helle oder reflektierende Dinge“, sagte Gomez.
Es gibt zwei Arten von Aerosolen: reflektierende und absorbierende. Sulfataerosole, ein Nebenprodukt der Verbrennung fossiler Brennstoffe, sind reflektierend und können die Umgebung kühlen. Diese Partikel reflektieren die Sonnenenergie zurück in den Weltraum und halten sie so von der Atmosphäre fern.
Jüngste UCR-Forschungen weisen auf einen unglücklichen Nebeneffekt der Verbesserung der Luftqualität durch die Reduzierung von Sulfataerosolen hin. Da diese Partikel eine kühlende Wirkung haben, verschärft ihre Entfernung den Klimawandel und führt zu einer Zunahme von Waldbränden, insbesondere in den Wäldern der nördlichen Hemisphäre.
Sulfataerosole können außerdem dazu beitragen, dass die Wolken heller und reflektierender werden und den Planeten wirksamer abkühlen.
Die Forscher weisen darauf hin, dass bei der Beseitigung der durch reflektierende Sulfate verursachten Luftverschmutzung weitere Waldbrände nur durch eine gleichzeitige Reduzierung der Emissionen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan verhindert werden könnten.
Absorbierende Aerosole haben den gegenteiligen Effekt. Sie fangen Licht und Wärme in der Atmosphäre ein, was die Temperaturen erhöhen kann. Ruß, die häufigste Aerosol-Emission von Waldbränden, ist ein absorbierendes Aerosol. Sie erhöhen die Temperaturen nicht nur direkt, sondern auch indirekt, indem sie die Wolkenbildung und Niederschlagsbildung verhindern.
„Ich habe festgestellt, dass der Ruß, der von den Waldbränden in Kalifornien ausgestoßen wird, die Anzahl der Wolken nicht erhöht“, sagte Gomez. „Er ist hydrophob.“ Weniger Wolken bedeuten weniger Niederschlag, was für dürregefährdete Staaten problematisch ist.
Während einige Studien einen Zusammenhang zwischen Bränden und helleren, zahlreicheren Wolken gezeigt haben, war dies bei dieser Studie nicht der Fall.
Besonders bemerkenswert ist, dass die Studie ergab, dass Tage mit weniger Feueremissionen einen gedämpfteren Effekt auf das Wetter hatten. „Wenn die Aerosole in kleineren Mengen und langsamer freigesetzt werden, ist der Erwärmungseffekt nicht so ausgeprägt“, sagte Gomez.
Gomez ist zuversichtlich, dass die Verringerung der CO2-Emissionen zusammen mit einer besseren Landbewirtschaftung zu einer Verringerung der Zahl großer Waldbrände beitragen kann.
„Hier in Kalifornien hat sich die Vegetation ausgebreitet. Wir müssen häufiger kleine Brände zulassen, um die Menge an Brennstoff zu reduzieren, die zum Verbrennen zur Verfügung steht“, sagte Gomez. „Mit mehr Forstwirtschaft und mehr kontrollierten Bränden könnten wir weniger Großbrände haben. Das liegt in unserer Hand.“
Mehr Informationen:
James L. Gomez et al, Kaliforniens Waldbrandrauch trägt zu einer positiven atmosphärischen Temperaturanomalie über dem Westen der Vereinigten Staaten bei, Atmosphärenchemie und Physik (2024). DOI: 10.5194/acp-24-6937-2024