Anfang 2020, noch bevor die Corona-Pandemie die Welt dominierte, hätte man annehmen können, dass die australischen Buschbrände und mit ihnen der Klimawandel die Nachrichtenlage des Jahres beherrschen würden. Mehr als 11.400 Feuer, 25 Tote, 2.500 zerstörte Häuser und die Leben zahlloser Tiere forderte die verheerendste Buschbrand-Saison in der Geschichte Australiens. Die Brandkatastrophe zog ihre Rauchschwaden bis nach Neuseeland und ging auf der Südhalbkugel als "Black Summer" in die Aufzeichnungen ein. Jetzt zeigt sich, dass ihre Auswirkungen auf die Umwelt noch weitaus gravierender sind als überhaupt angenommen.

Der "Schwarze Sommer" 2019/2020 hat gewaltige Mengen an Rauchpartikeln hoch hinauf in die Atmosphäre geschleudert und dabei unerwartete und extreme Störungen in stratosphärischen Gasen verursacht. Derartige Störungen seien in den 15 Jahren davor zu keinem Zeitpunkt gemessen worden, berichtet ein US-Team um den Atmosphärenforscher Peter Bernath von der University of Waterloo im Fachmagazin "Science". Einige der Veränderungen könnten das Ozon zerstören. Die Ozonschicht in der Atmosphäre schützt die Erdoberfläche vor der schädlichen ultravioletten Strahlung der Sonne, ohne sie würde das Leben verenden.

"Das immer häufigere Auftreten und die zunehmende Schwere von Waldbränden sind eine Folge des Klimawandels", betonen die Forschenden in der Studie. Beispiele seien neben den verheerenden Feuern in Australien 2019/2020 die massiven Buschbrände ebendort im Jahr 2009 oder die großräumigen Waldbrände im pazifischen Nordwesten Amerikas 2017.

Buschbrände erzeugen so viel Hitze, dass ein eigenes Wettersystem mit Feuerstürmen entsteht. Pyro-Kumulonimbus nennt sich der Wolkentyp, der sich in diesen Systemen bildet. Dabei handelt es sich um besonders hohe, stark rußhaltige Wolken, die massive Stürme und Gewitter bringen und großflächige Buschbrände sogar intensivieren können.

Gefährliche Rauchwolken

Pyro-Kumulonimbuswolken (PyroCbs) befördern die Brandprodukte schnell in die obere Troposphäre (erste Schichte der Erdatmosphäre) und bis in die untere Stratosphäre (zweite). Sie können sich auf das Klima auswirken, da sie die Stratosphäre erwärmen und die Erdoberfläche kühlen. Auch die chemische Zusammensetzung der Stratosphäre kann sich dabei verändern. Experten nehmen an, dass der Klimawandel die Entstehung dieser gefährlichen Wolken begünstigt. In extremen Fällen werden PyroCbs mit großen Vulkanausbrüchen verglichen, da sie die Konzentration der stratosphärischen Aerosole durch Rauch in ähnlicher Weise steigern. Wie ein lavaspuckender Vulkan können diese Wolken den Ozongehalt in der Stratosphäre senken.

Das Forschungsteam hat Daten eines hochauflösenden InfrarotSpektrometers, das auf dem ACE-Satelliten der Nasa seit Jahren Sonnenbedeckungsbeobachtungen der Atmosphäre macht, ausgewertet. Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang zeichnet das Instrument eine Folge atmosphärischer Absorptionsspektren auf, wobei die Sonne als Lichtquelle dient.

"Die Ergebnisse verdeutlichen die großen und lang anhaltenden Auswirkungen, die die weltweit zunehmende Waldbrandaktivität auf die Erdatmosphäre haben kann. Die Daten deuten auf eine starke Beeinflussung der chemischen Zusammensetzung der Stratosphäre durch Pyro-Kohlenstoffe hin", berichten Bernath und seine Kollegen in der Publikation. "Dieser Effekt führt zu einem Abbau des stratosphärischen Ozons in mittleren Breitengraden."

An sich ist das Montreal-Protokoll von 1987 eine Erfolgsgeschichte. Darin verpflichtet sich die Weltgemeinschaft zum Abbau von Substanzen, die die Ozonschicht verändern. Seit dem ist es - vor allem durch Verbote - gelungen, den Gehalt an gefährlichen chlor- und bromhaltigen Molekülen, die das antarktische Ozonloch vergrößern, zu senken. "Die zunehmende Häufigkeit großer Waldbrände könnte den Erholungseffekt aber so weit zunichtemachen, dass wir ab 2052, also in 30 Jahren, wieder genau dort sind, wo wir vor mehr als 40 Jahren 1980 waren", warnen die Forscher.