Die Waldbrände in der kanadischen Provinz British Columbia des Jahres 2017 gelten als die schlimmsten seit Beginn der Aufzeichnungen. Ihre Auswirkungen waren bis in und Nordasien Europa spürbar.

Foto: AP/Darryl Dyck/The Canadian Press

Leipzig – Schlimmer noch als Vulkanausbrüche wirken sich offenbar Waldbrände auf die Sonneneinstrahlung auf der Erde aus. Ein Team um Albert Ansmann vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) in Leipzig konnte nun nachweisen, dass die verheerenden Feuer in Kanada im vergangenen Sommer in der Stratosphäre über Europa für eine signifikante Verdunkelung gesorgt haben.

Die Rauchschicht war laut der Studie im Fachjournal "Atmospheric Chemistry and Physics" etwa zwanzig Mal dichter als jene, für die 1991 der Ausbruch des philippinischen Vulkans Pinatubo gesorgt hatte. Damals sank die weltweite Durchschnittstemperatur um annähernd zwei Grad Celsius. Hauptverantwortlich dafür waren Gase und Aschepartikel, die das Sonnenlicht ins All zurück reflektierten.

900.000 Hektar Wald in Brand

Der vergangene ungewöhnlich trockene Sommer sorgte im Nordwesten Kanadas dafür, dass große Feuer ausbrachen und die Wälder zum Teil wochenlang brannten. 2017 war in der Provinz British Columbia die schlimmste Waldbrandsaison seit Beginn der Aufzeichnungen. Insgesamt brannten dabei über 900.000 Hektar Wald. Die große Menge an Holz, die dabei in Flammen aufging, sorgte für extreme Hitze und starke Aufwinde. Dabei kam es zu sogenannten Feuerwolken, die wie bei Gewitterwolken bis in große Höhen reichen und wie ein Staubsauger Material von den unteren Schichten der Atmosphäre nach oben saugen.

"Die Staubpartikel aus dem Rauch der Waldbrände werden dabei praktisch gefriergetrocknet, weil die Atmosphäre oben sehr trocken und kalt ist", erklärt Ansmann. Material, das es über die Tropopause, die Grenzschicht zwischen Troposphäre und Stratosphäre in rund zehn Kilometern Höhe, schafft, wird nicht mehr vom Regen ausgewaschen. Die Partikel können dort mit den Strömungen quer über den Globus transportiert werden. Material, das bis in die darüber gelegene Stratosphäre gelangt, kann sich dort wochen- und monatelang halten und das Klima global beeinflussen. Einerseits dämpfen die Teilchen die Einstrahlung des Sonnenlichts, anderseits tragen sie bei zur Bildung von hohen Eiswolken, den so genannten Zirren.

Kilometerdicke Rauchschicht

Nachdem der Rauch der Waldbrände im Nordwesten Kanadas in die Stratosphäre gelangt war, bewegte er sich ostwärts nach Europa und Nordasien und verteilte sich innerhalb von 20 Tagen über die nördliche Hemisphäre. Das Fernerkundungsteam vom TROPOS konnte per Laser den Rauch auch über Leipzig messen. Mehrere Tage lang war eine Rauchschicht wahrnehmbar, die ihr Maximum am 22. August in 14 bis 16 Kilometern Höhe erreichte. Diese zwei Kilometer dicke Schicht schluckte rund die Hälfte des Sonnenlichts. Die Dämpfung des Lichts war dabei in Leipzig rund 20 Mal stärker als beim Ausbruch des Pinatubo.

Durch Messungen der Sonnenstrahlung und der Analyse des zurückgestreuten Laserlichts konnten Größe und Konzentration an Partikeln bestimmt werden: In der Spitze erreichten die 0,3 Mikrometer großen Partikel in der Rauchfahne eine Konzentration von rund 100 Mikrogramm pro Kubikmeter. Das würde am Boden einer Grenzwert-Überschreitung für Feinstaub um das Doppelte des gesetzlich erlaubten Tageswertes entsprechen. "Seit rund einem Viertel Jahrhundert untersuchen wir die Atmosphäre mit Lasern. Aber nie zuvor haben wir eine derart starke und langanhaltende Rauchfahne in der Stratosphäre über Leipzig gemessen", berichtet Holger Baars vom TROPOS, Koautor der Studie.

Stärkerer Einfluss auf das Klima

Bereits 2011 hatten Ökologen aus Leipzig davor gewarnt, dass es bei Waldbränden Schwellenwerte gibt. Große Gebiete Kanadas bewegen sich offenbar auf diesen Schwellenwert zu und könnten diesen künftig durch den Klimawandel überschreiten. Die Folge sei, dass sowohl die jährlich abgebrannten Flächen als auch die durchschnittliche Größe der Feuer steigen. Große Waldbrände auf anderen Kontinenten beeinflussen so das Klima offenbar stärker als bisher gedacht. Der Effekt könnte durch den Klimawandel zunehmen, wenn extremere Temperaturen für mehr und stärkere Waldbrände sorgen und dadurch mehr Partikel als früher in die oberen Schichten der Atmosphäre gelangen. (red, 16.4.2018)