Die Waldbrandsaison 2021 brach weltweit Rekorde und hinterließ von Kalifornien bis Sibirien verkohltes Land. Die Brandgefahr nimmt zu, und ein im letzten Monat von der UNO veröffentlichter Bericht warnte, dass die Zahl der Waldbrände bis 2050 um 50 % steigen wird. Diese Brände zerstören Häuser, Pflanzen und Tiere, aber das Risiko hört nicht damit auf. In der Zeitschrift One Earth vom 18. März beschreiben Forscher, wie der braune Kohlenstoff, der durch die Verbrennung von Biomasse in der nördlichen Hemisphäre freigesetzt wird, die Erwärmung in der Arktis beschleunigt und warnen, dass dies in Zukunft zu noch mehr Waldbränden führen könnte.
Lodernde Waldbrände werden von riesigen braunen Rauchschwaden begleitet, die aus braunen Kohlenstoffpartikeln bestehen, die in der Luft schweben. Dieser Rauch ist gesundheitsschädlich und kann sogar die Sommersonne verdunkeln, und Forscher vermuteten, dass er auch zur globalen Erwärmung beitragen könnte.
Im Jahr 2017 machte sich das chinesische Eisbrecherschiff Xue Long auf den Weg in den Arktischen Ozean, um zu untersuchen, welche Aerosole in der unberührten arktischen Luft schweben, und ihre Quellen zu ermitteln. Die Wissenschaftler auf dem Schiff waren besonders neugierig darauf, wie sich brauner Kohlenstoff, der durch Waldbrände freigesetzt wird, auf das Klima auswirkt und wie seine wärmende Wirkung im Vergleich zu der des dichteren schwarzen Kohlenstoffs aus der Hochtemperaturverbrennung fossiler Brennstoffe ist, dem zweitstärksten Erwärmungsmittel nach Kohlendioxid.
Ihre Ergebnisse zeigten, dass brauner Kohlenstoff stärker zur Erwärmung beiträgt als bisher angenommen. „Zu unserer Überraschung zeigen Beobachtungsanalysen und numerische Simulationen, dass der Erwärmungseffekt von braunen Kohlenstoff-Aerosolen über der Arktis bis zu 30 % desjenigen von schwarzem Kohlenstoff beträgt“, sagt der Hauptautor Pingqing Fu, ein Atmosphärenchemiker der Universität Tianjin.
In den letzten 50 Jahren hat sich die Arktis dreimal so schnell erwärmt wie der Rest der Erde, und es scheint, dass Waldbrände zu dieser Diskrepanz beitragen. Die Forscher fanden heraus, dass brauner Kohlenstoff aus der Verbrennung von Biomasse für mindestens doppelt so viel Erwärmung verantwortlich war wie brauner Kohlenstoff aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe.
Wie schwarzer Kohlenstoff und Kohlendioxid erwärmt auch brauner Kohlenstoff den Planeten, indem er die Sonnenstrahlung absorbiert. Da die Erwärmung der Temperaturen in den letzten Jahren mit der Zunahme von Waldbränden in Verbindung gebracht wurde, führt dies zu einer positiven Rückkopplungsschleife. „Die Zunahme der braunen Kohlenstoff-Aerosole wird zu einer globalen oder regionalen Erwärmung führen, die die Wahrscheinlichkeit und Häufigkeit von Waldbränden erhöht“, sagt Fu. „Durch die Zunahme von Waldbränden werden mehr braune Kohlenstoff-Aerosole freigesetzt, wodurch sich die Erde weiter erwärmt und die Häufigkeit von Waldbränden zunimmt.
Für künftige Forschungen planen Fu und seine Kollegen zu untersuchen, wie Waldbrände die Aerosolzusammensetzung aus anderen Quellen als braunem Kohlenstoff verändern. Insbesondere interessieren sie sich für die Auswirkungen von Bränden auf Bioaerosole, die von Pflanzen und Tieren stammen und lebende Organismen, einschließlich Krankheitserreger, enthalten können. In der Zwischenzeit fordert Fu, dass die Aufmerksamkeit auf die Eindämmung von Waldbränden gerichtet wird. „Unsere Ergebnisse machen deutlich, wie wichtig es ist, Waldbrände zu kontrollieren“, sagt er.
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China unterstützt.
Datum: März 18, 2022
Quelle: Cell Press
Journal Reference:
- Siyao Yue, Jialei Zhu, Shuang Chen, Qiaorong Xie, Wei Li, Linjie Li, Hong Ren, Sihui Su, Ping Li, Hao Ma, Yanbing Fan, Borong Cheng, Libin Wu, Junjun Deng, Wei Hu, Lujie Ren, Lianfang Wei, Wanyu Zhao, Yu Tian, Xiaole Pan, Yele Sun, Zifa Wang, Fengchang Wu, Cong-Qiang Liu, Hang Su, Joyce E. Penner, Ulrich Pöschl, Meinrat O. Andreae, Yafang Cheng, Pingqing Fu. Brown carbon from biomass burning imposes strong circum-Arctic warming. One Earth, 2022; 5 (3): 293 DOI: 10.1016/j.oneear.2022.02.006