Waldbrände

Aus Klimawandel
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Rauchschwaden von den Waldbränden am 15. August 2010 in Südwest-Russland

1 Waldbrände weltweit

Waldbrände gehören global zu den großen Naturkatastrophen mit z.T. verheerenden Folgen für den Menschen (weniger für die natürliche Umwelt). So starben bei den großen Waldbränden im Februar 2009 in Australien 173 Menschen[1], und im Oktober 2007 zerstörten Waldbrände 1500 Häuser in Kalifornien[2]. Aber auch in Europa haben Waldbrände während heißer und trockener Sommermonate vor allem in mediterranen Ländern immer wieder gewaltige Zerstörungen angerichtet, so z.B. im August 2007 in Griechenland mit 70 Todesopfern und der Zerstörung von 180.000 ha Landfläche[3]. Auch die Wald- und Torfbrände während der großen Hitzewelle in Russland im Sommer 2010 forderten zahlreiche Opfer und bedrohten die Gesundheit der Menschen bis in die Hauptstadt Moskau hinein[4]. Die Kosten durch Waldbrände sind ebenfalls nicht zu unterschätzen. So haben die Brände, die 1997-98 in den tropischen Wäldern Südostasiens im Anschluss an den bisher stärksten registrierten El-Niño wüteten, Kosten von ca. 9 Milliarden US$ verursacht, 1 Milliarde davon allein durch gesundheitliche Schäden.[5]

2 Feuer, Klima, Mensch

Durchschnittliche verbrannte Fläche der Jahre 2003-2009

Feuer sind ein integraler Bestandteil der Entwicklung der Erde.[5] Sie traten auf unserem Planeten schon bald nach der Ausbreitung der Vegetation auf dem Land vor ca. 400 Millionen Jahren auf. Insbesondere tropische Savannen begünstigen großflächige Brände. Nicht zufällig lernte der sich im Umfeld der Savannen entwickelnde Mensch schon früh, mit dem Feuer umzugehen. Ein kontrollierter Umgang mit dem Feuer bei der Jagd, bei der Zubereitung von Speisen und zur Erzeugung von Wärme begann vor etwa 400 000 Jahren. Später kam die Waldrodung zur Gewinnung von Ackerland dazu, und auch der Einstieg in das Industriezeitalter gelang mit der technischen Nutzung des Feuers. Trotz des großen Nutzens des Feuers, bleibt seine Beherrschung unvollkommen, ablesbar nicht zuletzt an den immer wieder auftretenden verheerenden Waldbränden der Gegenwart.

Weltweit werden wesentlich größere Flächen in tropischen Savannen abgebrannt als in den Wäldern der Erde.[6] So war gegen Ende des 20. Jahrhunderts eine Fläche von 608 Millionen ha (Mha) pro Jahr durch Feuer betroffen, wovon 86 % auf tropische Savannen entfielen. Waldbrände erstreckten sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts auf ca. 70 Mha/Jahr, und zwar hauptsächlich in borealen und gemäßigten Waldgebieten. Als Folge einer erfolgreichen Brandbekämpfung ging diese Zahl bis in die 1960er Jahre auf 15 Mha/Jahr zurück. Waldbrände in tropischen Wäldern nahmen jedoch als Folge der Entwaldung für landwirtschaftliche Zwecke auf 54 Mha/Jahr in den 1990er Jahren zu.

Bei allen menschlichen Einflüssen sind Wetter und Klima die entscheidenden Rahmenbedingungen für Waldbrände. Dürren, Hitzeperioden und Gewitter begünstigen eindeutig die Entstehung von Bränden.[5] Bei hohen Temperaturen, Trockenheit und starken Winden entstehen Brände leichter und breiten sich stärker aus. Temperatur, Niederschlag, Bodenfeuchtigkeit und Windstärke sind entscheidende Wetter-Parameter, die das Vorkommen von Waldbränden bestimmen. Allerdings muss auch genügend brennbares Material zur Verfügung stehen, das in feuchteren Perioden gewachsen ist. Regionen, in denen es zu Klimaschwankungen zwischen trockeneren und feuchteren Phasen kommt, sind daher besonders von großen Waldbränden betroffen. Die meisten Feuer pro Jahr gibt es daher in den wechselfeuchten Tropen, z.B. nördlich und südlich des Amazonas-Regenwaldes oder nördlich und südlich der tropischen Wälder im Kongo. Regionen mit einem starken ENSO-Einfluss zeigen ebenfalls die Abhängigkeit von wechselnden Klimaverhältnissen. So gibt es während La-Niña-Phasen mehr Waldbrände in den südlichen USA und im argentinischen Patagonien, während in den tropischen Regenwäldern die Waldbrandgefahr während El-Niño-Phasen deutlich steigt.

Für die letzten 2000 Jahre lässt sich die Abhängigkeit von Feuerereignissen (auf Wald- und Savannenflächen) von klimatischen und anthropogenen Ursachen durch die Untersuchung von Holzkohlesedimenten gut verfolgen.[7] Bis 1750 ist eine leichte Abnahme von durch Feuer betroffenen Flächen festzustellen, dann bis 1870 eine starke Zunahme, danach wieder eine deutliche Abnahme bis gegen Ende des 20. Jahrhunderts – und in den letzten Jahrzehnten wieder eine Zunahme. Die Abnahme der ersten Phase ist am deutlichsten ausgeprägt in den nördlichen Außertropen. In den letzten drei Jahrzehnten ist eine Zunahme von Bränden in den Tropen und den westlichen USA belegt. Die Abnahme von Feuerereignissen bis 1750 folgt einem graduellen Abkühlungstrend bis hin zur „Kleinen Eiszeit“. Die Zunahme der Bevölkerung und die Änderung der Landnutzung hatten dagegen einen geringeren Einfluss. Die Zunahme der Brände nach 1750 ist dagegen hauptsächlich anthropogen bedingt. Mit der Industrialisierung und der dadurch steigenden Bevölkerung nahm die Umwandlung von Wald- in Ackerland durch Brandrodung rapide zu. Außerdem stieg die Temperatur wieder an, und ein langsam steigender CO2-Gehalt der Atmosphäre begünstigte das Wachstum von Biomasse durch den Kohlendioxid-Düngungseffekt. Die scharfe Abnahme der Brände nach ca.1870 geschah allerdings trotz einer weiter wachsenden Bevölkerung und einer Zunahme der globalen Temperatur. Die Ursache liegt in einer weitgehend abgeschlossenen Umwandlung von Wald in weniger brennbare Ackerland- und Weideflächen, in der damit verbundenen Fragmentierung der Landschaft sowie in der aktiven Bekämpfung von Waldbränden. Dafür spricht, dass es in den hohen nördlichen Breiten, die von diesen Veränderungen weniger betroffen waren, keine Abnahme der Waldbrände nach 1870 gab. Hier wirkte sich eher der Einfluss der globalen Erwärmung aus.

Im Gegenzug nehmen natürlich auch Feuer Einfluss auf die Vorgänge in unserem Erdsystem, sowohl am Boden als auch in der Atmosphäre. Nach einem Brand sind die Zusammensetzung und das Vorkommen der Pflanzen am Boden verändert und damit auch Energieflüsse und der Wasserkreislauf. Denn verschiedene Pflanzen haben unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf ihren Energie- und Wasserhaushalt.[8] Feuer beeinflussen mit ihren Emissionen (z.B. Rußaerosole) außerdem die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre. Dadurch werden Strahlungsprozesse und die Wolkenbildung verändert: Mehr Aerosolpartikel bedeuten z.B. mehr Streuung der einfallenden Strahlung. Da Aerosolpartikel außerdem auch Kondensationskeime für Wolkentropfen sind, bilden sich bei höherer Konzentration in der Luft mehr Wolkentropfen, die aber dafür kleiner sind als gewöhnlich und nicht so schnell abregnen.[9] M

3 Waldbrände und Klimawandel

Temperatur, Niederschlag, Bodenfeuchtigkeit (stellvertreten für die Feuchte der Pflanzen) und Windstärke sind entscheidende Wetter-Parameter, die das Vorkommen von Waldbränden bestimmen. Sie werden in vielen Regionen durch den Klimawandel so verändert, dass sich die Gefahr von Waldbränden erhöht.[10] Dieser Prozess hat möglicherweise schon eingesetzt, was jedoch schwierig nachzuweisen ist. Die gegenwärtige Zunahme katastrophaler Waldbrände hat verschiedene Ursachen. Direkte menschliche Eingriffe wie Brandstiftung, Brandrodung, unkontrolliertes Verbrennen von Biomasse etc. spielen eine zentrale Rolle. In jedem Fall muss für die nächsten Jahrzehnte aber auch damit gerechnet werden, dass sich durch die globale Erwärmung die Wahrscheinlichkeit von Waldbränden in vielen Regionen der Erde erhöhen wird, so etwa in borealen Wäldern um 50 % bei einer Verdopplung der betroffenen Gebiete.

Nach Berechnungen mit Klimamodellen werden zum Ende des 21. Jahrhunderts die Great Plains der USA, Brasilien, Südeuropa, Mittelasien und Südafrika die Regionen mit der stärksten Zunahme der Waldbrandgefahr durch den Klimawandel sein, wobei Südeuropa mit der stärksten relativen Zunahme rechnen muss.[10] Damit einhergehend verlängert sich in vielen Regionen die Feuersaison, d.h. die Periode, in der die Wetterbedingungen und der Zustand des brennbaren Materials günstig für die Entstehung von Bränden sind. In Südeuropa z.B. wird künftig mit Waldbränden von Juni bis November zu rechnen sein, im Südwesten der USA sogar das ganze Jahr über. Die Hauptursachen liegen in der Zunahme von Temperatur und der Abnahme von Niederschlägen, die zu größerer Trockenheit führen. Eine verstärkende Rolle spielt das gehäufte Auftreten von Extremereignissen wie Hitzewellen und Dürren.

Wie sich Waldbrände in umgekehrter Weise auf das Klima auswirken, ist noch nicht eindeutig erforscht. Man geht davon aus, dass die von Feuern emittierten Treibhausgase die globale Erwärmung noch verstärken.[8] Über längere Zeiträume könnten boreale Vegetationsbrände jedoch auch eine abkühlende Wirkung haben:[11] Weil Brände die Vegetationsdichte verringern, ist im Winter der schneebedeckte Boden weniger abgeschirmt und die Oberflächenalbedo somit höher als vorher. Dies würde einen Abkühlungseffekt in der borealen Zone zur Folge haben.

4 Einzelnachweise

  1. Wikipedia: Black_Saturday_bushfires Black Saturday bushfires
  2. Wikipedia: October 2007 California wildfires
  3. Wikipedia: Waldbrände in Griechenland 2007
  4. Wikipedia: Wald- und Torfbrände in Russland 2010
  5. 5,0 5,1 5,2 D.M.J.S. Bowman, et al. (2009): Fire in the Earth System, Science 324, 481-484
  6. Mouillot, F. & Field, C. B. (2005): Fire history and the global carbon budget: a 1° x 1° fire history reconstruction for the 20th century. Global Change Biology 11, 398–420
  7. J. R. Marlon, et al. (2009): Climate and human influences on global biomass burning over the past two millennia, Nature Geoscience 1, 697–702
  8. 8,0 8,1 Keywood, M., Kanakidou, M., Stohl, A., Dentener, F. Grassi, G. Meyer, C. P., Torseth, K., Edwards, D. Thompson, A. M., Lohmann, U., Burrwos, J. (2013): Fire in the Air: Biomass Burning Impacts in a Changing Climate, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 43:1, 40-83.
  9. Bowman, D. M. J. S., Balch, J. K., Artaxo, P., Bond, W. J., Carlson, J. M., Cochrane, M. A., D'Antonio, C. M., DeFries, R. S., Doyle, J. C., Harrison, S. P., Johnston, F. H., Keeley, J. E., Krawchuk, M. A., Kull, C. A., Marson, J. B., Moritz, M. A., Prentice, I. C., Roos, C. I., Scott, A. C., Swetnam, T. W., van der Werf, G. R., Pyne, S. J. (2009): Fire in the Earth System, Science 324,481, DOI: 10.1126/science.1163886.
  10. 10,0 10,1 Liu, Y., J.A. Stanturf, S.L. Goodrick (2009): Trends in global wildfire potential in a changing climate. Forest Ecology and Management 259, 685-697
  11. Randerson, J. T., Liu, H., Flanner, M. G., Chambers, S. D., Jin, Y., Hess, P. G., P_ster, G., Mack, M. C., Treseder, K. K., Welp, L. R., Chapin, F. S., Harden, J. W., Goulden, M. L., Lyons, E., Ne_, J. C., Schuur, E. A. G., Zender, C. S. (2006): The Impact of Boreal Forest Fire on Climate Warming, Science, 314, pp. 1130-1132, DOI: 10.1126/science.1132075.

5 Literatur

  • Felsberg, Anne (2013): Verbrannte Fläche und Bodenfeuchte: Globale Analyse von satellitenbasierten Beobachtungsdaten als Grundlage zur Feuermodellentwicklung, Bachelorarbeit, Meteorologisches Institut der Universität Hamburg. Datei:Waldbrände und Bodenfeuchte.pdf

6 Lizenzhinweis

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