Wie Waldbrände ihr eigenes Wetter und neue Wolkentypen erzeugen

Heftige Feuerausbrüche (Explosionen auf Englisch), Feuertornados, gewaltige Gewitter … Wenn Waldbrände groß sind und eine kritische Temperatur erreichen, können sie ihre eigenen Wetterbedingungen schaffen.

In diesen Extremsituationen greifen die herkömmlichen Methoden der Feuerwehr zur direkten Brandbekämpfung nicht mehr. Die Waldbrände geraten außer Kontrolle.

Aber wie kann ein Feuer das Wetter beeinflussen?

Ich bin Atmosphärenwissenschaftler und verwende in Wettervorhersagemodellen von Satelliten erfasste Daten, um mit Bränden verbundene extreme Wetterereignisse besser vorhersehen zu können.

Satellitendaten zeigen jedoch, dass durch Feuer verursachte Gewitter viel häufiger vorkommen, als noch vor wenigen Jahren angenommen wurde. Sie geben auch Aufschluss darüber, was tatsächlich passiert, vom Feuerrauch bis zu den Gewitterwolken.

Zwischen Waldbränden und Wetter, gefährliche Verbindungen

Stellen Sie sich eine Brache mit trockenem Gras, Gestrüpp und Bäumen vor. Ein Funke fliegt, vielleicht von einem Blitz oder einem Ast, der eine Stromleitung trifft. Wenn das Wetter heiß, trocken und windig ist, kann dieser Funke schnell einen Waldbrand auslösen.

Wenn Vegetation brennt, werden große Mengen an Wärme freigesetzt. Diese Wärme erwärmt die Luft in Bodennähe und diese Luft steigt wie ein Heißluftballon auf, da warme Luft weniger dicht ist als kalte Luft. Die kalte Luft strömt dann in den Hohlraum, den die aufsteigende Luft hinterlassen hat.

Auf diese Weise erzeugen Waldbrände ihre eigenen Windmuster.

Was als nächstes passiert, hängt von der Stabilität der Atmosphäre ab. Wenn die Temperatur beim Aufsteigen über den Boden schnell abkühlt, wird die aufsteigende Luft immer wärmer sein als ihre Umgebung und weiter aufsteigen. Wenn sie weit genug aufsteigt, kondensiert die Feuchtigkeit und bildet eine Wolke, die Pyrocumulonimbus oder manchmal auch Flammagenitus genannt wird.

Steigt warme Luft weiter auf, gefriert die darin kondensierte Feuchtigkeit irgendwann. Wenn eine Wolke jedoch sowohl flüssige als auch gefrorene Wasserpartikel enthält, können Kollisionen dieser Partikel dazu führen, dass sich die elektrischen Ladungen trennen. Wenn die Ladungsbildung groß genug ist, kommt es zu einer elektrischen Entladung – besser bekannt als Blitzschlag –, die die Ladungen neutralisiert.

Die Umwandlung einer Feuerwolke in ein Gewitter hängt von drei Hauptfaktoren ab:

• vom Auftrieb heißer Luft,

• der atmosphärischen Instabilität

• und Luftfeuchtigkeit.

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Trockene Gewitter

In Gegenden, in denen es zu Waldbränden kommt, herrscht normalerweise eine niedrige Luftfeuchtigkeit. Wenn die Bedingungen in der unteren Atmosphäre trocken sind, kann dies zu sogenannten trockenen Gewittern führen (trockener Blitz auf Englisch).

Niemand, der in einer Gegend lebt, in der Waldbrände vorkommen, möchte ein solches Ereignis erleben. Es tritt auf, wenn ein Gewitter Blitze erzeugt, der Niederschlag jedoch verdunstet, bevor er den Boden erreicht. Das bedeutet, dass es keinen Regen gibt, um die durch Blitze ausgelösten Brände zu löschen.

Feuertornados

Wenn Luft in der Atmosphäre aufsteigt, kann sie auf Winde unterschiedlicher Geschwindigkeit und Richtung treffen, die als Windscherung bezeichnet werden. Dies kann dazu führen, dass die Luft rotiert. Die aufsteigende Luft kann dazu führen, dass sich die Rotationsachse vertikal neigt, ähnlich wie bei einem Tornado.

Diese Feuertornados können von starken Winden begleitet sein, die brennende Asche verteilen und neue Brandgebiete entzünden können. Sie sind jedoch normalerweise keine echten Tornados, da sie nicht mit rotierenden Gewittern verbunden sind.

Auflösung von Stürmen

Der durch einen Waldbrand ausgelöste Sturm erlischt irgendwann: Was hochging, kommt irgendwann wieder runter. Der Abwind des sich auflösenden Sturms kann dann zu unregelmäßigen Winden am Boden führen, die dazu beitragen, dass sich das Feuer in schwer vorhersehbare Richtungen ausbreitet.

Wenn Brände ihre eigenen Wettermuster erzeugen, kann ihr Verhalten unvorhersehbarer und unberechenbarer werden, was die Bedrohung für Anwohner und Feuerwehrleute, die das Feuer bekämpfen, nur noch verstärkt. Für die Sicherheit aller ist es wichtig, diese Veränderungen im Brandverhalten vorherzusehen.

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Wolken durch Brände sind keine Seltenheit

Meteorologen erkannten bereits Ende der 1990er Jahre, dass Waldbrände Gewitter auslösen können. Doch erst mit dem Start der Satelliten der GOES-R-Serie im Jahr 2017 verfügten die Wissenschaftler über die hochauflösenden Bilder, die sie brauchten, um zu erkennen, dass durch Waldbrände verursachtes Wetter tatsächlich alltäglich ist.

Heute können diese Satelliten die Feuerwehrleute in den USA vor einem neuen Brand warnen, noch bevor es einen Telefonanruf gibt. Das ist wichtig, denn die Zahl, Größe und Häufigkeit von Waldbränden in den Vereinigten Staaten nimmt zu.

Der neue Klimadeal

Das Risiko von Hitzewellen und Dürren ist in vielen Teilen der Welt, darunter auch in Nordamerika, deutlich gestiegen. Steigende globale Temperaturen führen zu mehr Trockengebieten und brennbaren Wäldern. Klimamodelle zeigen, dass der vom Menschen verursachte Klimawandel dieses Risiko weiter erhöhen wird.

Mit der Bevölkerungszunahme in brandgefährdeten Gebieten steigt auch das Risiko von Brandausbrüchen. Waldbrände bringen neue kaskadierende Risiken mit sich, die noch lange nach dem Löschen der Brände bestehen bleiben. So sind verbrannte Flächen beispielsweise viel anfälliger für Erdrutsche und Schlammlawinen, die die Wasserqualität und Ökosysteme beeinträchtigen können.

Gemeinden können ihre Anfälligkeit für Brandschäden verringern, indem sie vegetationsfreie Bereiche um ihre Häuser herum erhalten oder Brandschneisen bauen. Feuerwehrleute können die Menge der brennbaren Vegetation in der Umgebung auch durch gezielte Brände reduzieren.

Schließlich ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass Feuer ein natürlicher Bestandteil des Erdsystems ist. Wie der Feuerexperte Stephen J. Pyne in seinem Buch „The Pyrocene“ schrieb, müssen wir Menschen unsere Beziehung zum Feuer neu ausrichten, um lernen zu können, mit ihm zu leben.