Trockenheit durch Hitze und wenig Niederschlag sorgt für erhöhtes Waldbrandrisiko – das durch menschliche Fahrlässigkeit schnell zu großflächigen Waldbränden führen kann, wie sich in diesem Jahr zuletzt im Rax-Gebiet zeigte. Von Südeuropa über Sibirien und die Vereinigten Staaten bis zur Südhalbkugel kam es 2021 zu lang anhaltenden Bränden, die Rekordemissionen verursachten. Welche Konsequenzen extreme Waldbrände haben, das untersuchte auch eine Forschungsgruppe der Universität Graz. Eine ihrer Erkenntnisse: Große Mengen an Aerosolen aus großflächigen Waldbränden können in der Stratosphäre zu starker lokaler Erwärmung führen, die mehrere Monate anhält.
Die Forschenden vom Wegener Center für Klima und Globalen Wandel zogen für ihre Studie zwei große Brandereignisse der vergangenen vier Jahre heran, wie sie im Fachblatt "Scientific Reports" schreiben. Die Feuer von 2017 in Nordamerika und 2019/20 in Australien wurden anhand von Satellitenbeobachtungsdaten analysiert: Diese Daten zeigen unter anderem, wie sich die Temperatur in der Erdatmosphäre veränderte.
Monate bis Jahre in der Stratosphäre
Bei der unvollständigen Verbrennung von organischem Material während der Waldbrände werden feinste feste Schwebeteilchen in die Luft freigesetzt, sogenannte Aerosole. Sie steigen in immer höhere Luftschichten. "Aerosole von großen Waldbränden können bis in die Stratosphäre gelangen, über Monate bis Jahre dort verweilen und die Zusammensetzung der Atmosphäre sowie die Temperatur der oberen Luftschichten beeinflussen", erklärt Andrea Steiner, Leiterin des Wegener Center der Universität Graz. Die Stratosphäre dehnt sich in einer Höhe von etwa 15 bis 50 Kilometern über die Erdoberfläche aus.
Die Grazer Forschungsgruppe hat dies in ihren Auswertungen der Beobachtungsdaten bestätigen können und somit starke Folgen für die atmosphärische Temperaturstruktur belegt: "Als unmittelbare Auswirkung zeigen die Messungen eine starke Erwärmung der unteren Stratosphäre um bis zu zehn Grad Celsius innerhalb der von den Waldbränden verursachten Aerosolwolken direkt nach ihrer Entstehung", sagt Matthias Stocker, Erstautor der aktuellen Studie.
Wärmer als nach Vulkanausbrüchen
Bei seinen Analysen stützte sich das Team auf Daten aus Radio-Okkultationsmessungen. Sie basieren auf GPS-Signalen, die von Sender- zu Empfängersatelliten geschickt und auf ihrem Weg durch die Atmosphäre von der Temperatur und anderen Faktoren beeinflusst werden. Daraus lassen sich äußerst genaue Daten über diese Klimavariablen in allen Schichten der Atmosphäre ableiten.
In der unteren Stratosphäre hielt der Temperaturanstieg mehrere Monate an und erreichte bei den nordamerikanischen Waldbränden ein Grad Celsius, in Australien 3,5 Grad Celsius. Diese kurzfristige Erwärmung durch die Feuer in Australien sei sogar stärker als jeder Temperaturanstieg in der Stratosphäre infolge von vulkanischer Aktivität seit dem Ausbruch des Pinatubo auf den Philippinen im Jahr 1991 gewesen, hebt die Forschungsgruppe hervor. Die Ergebnisse zeigen, dass große Waldbrände als Einflussfaktor berücksichtigt werden müssen, wenn man natürliche Ursachen für Klimaschwankungen in der Atmosphäre von menschgemachten unterscheiden will. (APA, red, 28.11.2021)