23. Mai. 2018
US-Aufklärer am 14. August vor PyroCB.

US-Aufklärer vor PyroCB über Westkanada.

Über der westkanadischen Provinz British Columbia sind im vergangenen August rekordverdächtige Brandwolken aufgestiegen. Fünf Waldbrände haben zusammen soviel Auftrieb entwickelt, dass sie Ruß und Asche bis in die Stratosphäre transportierten. Auch über Europa wurde die Partikelwolke gemessen, ihre Wirkungen können mit einem mittleren Vulkanausbruch verglichen werden.

Die Waldbrandsaison 2017 in der kanadischen Provinz British Columbia brach einen fast sechs Jahrzehnte alten Negativrekord. 8560 Quadratkilometer Wald, eine Fläche halb so groß wie Thüringen, war 1958 ein Raub der Flammen geworden. So schlimm hatten die Buschfeuer seither nie wieder gewütet – bis der Sommer 2017 kam. "Da meinten sie schon im August, dass sie den Rekord brechen werden", erinnert sich Albert Ansmann, Atmosphärenforscher am Leipziger TROPOS, dem Leibniz Institut für Troposphärenforschung. Am Ende der Saison waren 12.160 Quadratkilometer Waldgebiet eingeäschert.

Der Weg der Partikelwolke vom August 2017 über Nordamerika.

Der Weg der Partikelwolke vom August 2017 über Nordamerika.

Bild: NASA
Satellitenbild der stratosphärischen Brandwolke zwei Tage nach ihrem Entstehen.

Satellitenbild der stratosphärischen Brandwolke zwei Tage nach ihrem Entstehen.

Bild: NASA
Lidar-Messungen der Brandpartikelwolke in Kosetice, Tschechien.

Lidar-Messungen der Brandpartikelwolke in Kosetice, Tschechien. Die obere Abbildung gibt die Dichte der Wolke an, die untere die Form und damit Art der Partikel.

Bild: TROPOS
Ein Aufklärer der US-Luftwaffe vor einer Pyrocumulonimbus-Wolke im August 2017.

Ein Aufklärer der US-Luftwaffe vor einer Pyrocumulonimbus-Wolke im August 2017.

Bild: NASA
Pyrocumulonimbus über New South Wales.

Ein Aufklärer der US-Luftwaffe vor einer Pyrocumulonimbus-Wolke im August 2017.

Bild: NASA
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Der Weg der Partikelwolke vom August 2017 über Nordamerika.

Bild: NASA

Satellitenbild der stratosphärischen Brandwolke zwei Tage nach ihrem Entstehen.

Bild: NASA

Lidar-Messungen der Brandpartikelwolke in Kosetice, Tschechien. Die obere Abbildung gibt die Dichte der Wolke an, die untere die Form und damit Art der Partikel.

Bild: TROPOS

Ein Aufklärer der US-Luftwaffe vor einer Pyrocumulonimbus-Wolke im August 2017.

Bild: NASA

Ein Aufklärer der US-Luftwaffe vor einer Pyrocumulonimbus-Wolke im August 2017.

Bild: NASA

Und auch in einer anderen Kategorie setzten die Brände des vergangenen Jahres ein Fanal. "Am 12. August waren die Umstände derart günstig, dass der Rauch aus vier Waldbränden in British Columbia und einem im US-Bundesstaat Washington bis in die untere Stratosphäre aufstieg", berichtete David Peterson, Meteorologe am US Naval Research Laboratory in Monterey, Kalifornien, auf der Jahrestagung der Europäischen Geowissenschaftlichen Union in Wien. Die Wetterforscher nennen eine solche hochreichende Rauchwolke Pyro-Cumulonimbus, abgekürzt Pyro-CB. Solche hochreichenden Gewitterwolken aus Rauch und Asche kennt man zwar schon länger aus den Wäldern Nordamerikas und Sibiriens, sowie aus Australien, aber eine solche Ausdehnung und Höhe wie beim Pyro-CB am 12. August gab es noch nie.

Ideale Bedingungen für hochreichende Brandwolke

Die Umstände für die Erzeugung einer hochreichenden Brandwolke waren allerdings auch nahezu ideal. In den Wäldern Westkanadas mangelt es nicht an Brennstoff, die Witterung war bereits seit Monaten warm und trocken gewesen, und dann rollte auch noch eine Wetterfront vom Pazifik her über das Küstengebirge von British Columbia. Auf der Leeseite der Bergkette kam es zu einem starken Föhn, der die Brände noch einmal so richtig anfachte. "Das wirkte wie eine Ariane-Rakete, die dann mit fünf Triebwerken aufsteigt", verdeutlicht Albert Ansmann. Die Brandwolkentürme erreichten offenbar spielend die Grenzschicht zur Stratosphäre in etwa elf Kilometer Höhe und stießen hindurch.

Wenn das geschieht, wird aus einem regionalen Ereignis schnell ein globales. Denn im mittleren Atmosphärenstockwerk halten sich Schwebteilchen wie Asche und Ruß wesentlich länger als in der darunterliegenden Troposphäre mit ihrem lebhaften Wettergeschehen. "Dort halten sich die Teilchen vielleicht zwei Wochen", so Ansmann, "in der Stratosphäre überdauern sie für Monate." Das galt auch für die Rußpartikel der westkanadischen Waldbrände: Sie wurden durch die stratosphärischen Westwinde über die gesamte Nordhalbkugel verteilt - binnen zehn Tagen waren sie über Westeuropa und gingen da Atmosphärenforschern wie Albert Ansmann ins Netz.

Partikel wurden über Europa gemessen

Am Leipziger TROPOS hat man eine ganze Batterie von Lasermessgeräten, sogenannte Lidars, gen Himmel ausgerichtet und misst mit ihnen kontinuierlich die Zusammensetzung der Lufthülle über dem Leibniz-Institut. "Dementsprechend gehen uns auch kurzzeitige Events wie diese nicht durch die Lappen", meint Albert Ansmann. Und tatsächlich maßen die Instituts-Lidars ab dem 22. August eine ungewöhnliche Partikelwolke in der Stratosphäre über Leipzig. "Wir registrierten zwar, dass da etwas Besonderes ist, aber die volle Tragweite ist uns erst später aufgefallen", berichtet Holger Baars, der beim TROPOS für die Auswertung der Datenströme zuständig ist. Immerhin alarmierten die Leipziger die Mitglieder von Polly-NET, einem europaweiten Lidar-Netzwerk, das vom TROPOS koordiniert wird, und so wurde die Partikelwolke in vielen Teilen des Kontinents gemessen.

"Weihnachten hatten wir erst Zeit, uns die Daten genauer anzusehen, und erst da haben wir gesehen, was für ein major event das war", berichtet Albert Ansmann. Tatsächlich haben die fünf Waldbrände etwas fertiggebracht, was sonst nur Vulkanausbrüche schaffen. "Sie haben zusammen etwa so viel Material in die Stratosphäre transportiert wie eine mittlere Eruption", bilanziert US-Forscher David Peterson die Messungen seines Labors. Die Waldbrandpartikel-Wolke war über Leipzig in ihrer Kernzone so dicht, dass sie dort etwa doppelt so viel Licht blockierte wie die Aschewolke des Pinatubo bei seinem denkwürdigen Ausbruch 1991.

Bedeutung für Klima bislang unbekannt

Mit der globalen Wirkung des philippinischen Vulkans konnte die Aschewolke der fünf nordwestamerikanischen Waldbrände freilich nicht mithalten. Die Brände waren nicht von langer Dauer und auch die Partikelwolke verdünnte sich schnell. Dennoch war die Fachwelt wie elektrisiert. "Das ist Neuland, das ist auf keinen Fall in den Klimamodellen drin", betont Albert Ansmann, "was passiert also, wenn jetzt öfters solche Events vorkommen?" Noch kann niemand die Frage mit Sicherheit beantworten, die Atmosphärenforscher weltweit warten jetzt erst einmal auf die kompletten Datensätze.