Der Klimawandel macht Waldbrände in Kalifornien noch explosiver

Riesige Rauchwolken überschatteten die kalifornische Stadt Paradise, als das Camp Fire im Jahr 2018 durch die Gegend fegte. Mehr als 18.000 Hektar brannten innerhalb weniger Stunden nieder.

Josh Edelson/AFP über Getty Images

Von Alejandra Borunda, NPR

Während einiger der schlimmsten Stunden von Camp Fire, das 2018 die Stadt Paradise in Kalifornien bis auf die Grundmauern niederbrannte, wuchs das Feuer so schnell, dass es innerhalb von nur 90 Minuten 10.000 Acres vernichtete.

Waldbrände wie das Lagerfeuer, die sich innerhalb eines einzigen Tages, einer Stunde oder sogar Minuten enorm verstärken und ausbreiten, halten Feuerexperten nachts wach. Nun zeigt eine neue Studie, die am Mittwoch in Nature veröffentlicht wurde, mithilfe eines maschinellen Lernmodells, dass der Klimawandel das Risiko sich schnell ausbreitender Brände in Kalifornien um durchschnittlich etwa 25 % erhöht hat. Das ist im Vergleich zu einer Zeit, bevor der Mensch die Erdatmosphäre durch die Verbrennung großer Mengen fossiler Brennstoffe erhitzte.

„Wir sehen zum ersten Mal die Auswirkungen des Klimawandels auf dieses hochauflösende Brandverhalten“, sagt Patrick Brown, der Hauptautor der Studie und Klimawissenschaftler am Breakthrough Institute in Berkeley.

Die Gefahren nahmen nicht gleichmäßig zu. Von den 18.000 Bränden in Kalifornien, die zwischen 2003 und 2020 ausbrachen, wuchsen 380 an mindestens einem Tag um mindestens 10.000 Acres – eine Fläche so groß wie der größte Teil Manhattans. Der Klimawandel hat die Wahrscheinlichkeit eines solchen Anstiegs bei den meisten Bränden erhöht – aber nicht bei allen.

Das Team stellte fest, dass es kritische Schwellenwerte für das Brandverhalten gab. Brände, die in der Nähe der Schwellen brennen, könnten durch den Klimawandel in einen gefährlicheren Zustand geraten.

„Es ist so, als ob man sich fragt, ob ein paar Zentimeter Wachstum beim Eintauchen hilft“, erklärt Brown. Wenn man schon wirklich groß sei, würden ein paar Zentimeter mehr keinen großen Unterschied machen, sagt er. Aber wenn Sie 1,60 m groß sind, könnte ein kleiner Schub Sie über den Rand bringen. „Das Gleiche sehen wir bei Waldbränden.“ Wenn man sich direkt am Abgrund dieser Schwellenwerte befindet, führt die Erwärmung dazu, dass sie diese Schwelle überschreiten und das Risiko einer Gefahr erhöht“, sagt er.

Die Schwellenwerte standen in erster Linie im Zusammenhang mit dem Dampfdruckdefizit, einem schicken Begriff dafür, wie Luft toten oder lebenden Pflanzen und anderen brennbaren Materialien Wasser entzieht. Heißere Luft – eines der Kennzeichen des vom Menschen verursachten Klimawandels – saugt Feuchtigkeit stärker aus diesen potenziellen Zunderstücken. Jahrelange frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Brände viel größer und intensiver werden können, wenn reichlich trockener, knuspriger Brennstoff zum Verbrennen vorhanden ist, ein Faktor, der stark von großen Dampfdruckdefiziten beeinflusst wird.

Die neue Untersuchung untermauert diese früheren Ergebnisse und zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Brände explosionsartig brennen, fast fünfmal höher ist, wenn diese Schwellenwerte überschritten werden. Wenn das Wetter jedoch bereits extrem heiß und trocken oder im Gegensatz dazu sehr feucht war, hatte der zusätzliche Schub des Klimawandels keinen so großen Einfluss auf das Brandverhalten.

So viel Einfluss eine aufgeheizte Atmosphäre auch haben kann, sie ist bei weitem nicht der einzige Faktor, der eine Rolle spielt. „Das explosionsartige Wachstum von Bränden hängt fast immer in irgendeiner Weise mit starken Winden zusammen“, die aus kleinen Bränden große Brände machen, betont Max Moritz, ein Brandexperte an der University of California in Santa Barbara, der nicht an der Studie beteiligt war .

Wo und wie Brände entstehen, wirkt sich auch auf ihr Verhalten aus. Brände wirken sich in Wäldern anders aus als in Gras- oder Buschland oder in Gebieten voller Häuser. „Die Dinge, die wir weiterhin im Auge behalten müssen, sind die Faktoren neben dem Klima, die ebenso wichtig, wenn nicht sogar wichtiger sind: Wie wird sich die Landnutzung ändern und wie wird sich die Vegetation ändern?“, sagt Alexandra Syphard, eine Brandwissenschaftlerin mit dem gemeinnützigen Conservation Biology Institute mit Sitz in Corvallis, Oregon.

Die Forscher trainierten ein maschinelles Lernmodell mit den 18.000 Bränden in Kalifornien in den letzten zwei Jahrzehnten und den Wetterbedingungen, unter denen sie brannten, damit das Modell die Wetterfaktoren ermitteln konnte, die das Brandverhalten beeinflussen. Mithilfe von Klimamodellen simulierten sie dieselbe Welt, jedoch ohne den vom Menschen verursachten Klimawandel. Anschließend verglichen sie das Brandverhalten in der simulierten, ungewärmten Welt mit der realen, überhitzten Welt.

Das Risiko explosionsartig wachsender Brände nimmt laut der Studie mit ziemlicher Sicherheit zu, selbst wenn die globalen Emissionen schnell und entscheidend reduziert werden. Die globalen Temperaturen werden auch nach einer Verlangsamung oder einem Stopp der Emissionen weiter ansteigen, wodurch Brände weiterhin in gefährlichere Gebiete vordringen. Die Zahl der schnell wachsenden Brände könnte sich bis zum Ende des Jahrhunderts fast verdoppeln, fanden die Forscher heraus.

Aber, sagt Brown, können diese klimabedingten Risikozuwächse durch ein intelligenteres Management der nicht klimabedingten Teile der Brandgeschichte nahezu – oder vollständig – ausgeglichen werden. Die Beseitigung von zusätzlichem Treibstoff aus überfüllten Wäldern durch Strategien wie beispielsweise vorgeschriebene Feuer bedeutet, dass weniger Treibstoff verbrannt werden muss. Mehr als 80 % der Brände in den USA werden von Menschen gelegt, und diese Brände brennen schneller und breiter als auf natürliche Weise entzündete Brände. Die Kontrolle dieser Zahl könnte die Risiken erheblich verringern.

Für Mortiz besteht die Herausforderung nun zum Teil darin, den Einfluss des Klimas auf das Waldbrandrisiko zu berücksichtigen und gleichzeitig herauszufinden, wie die Brandrisiken für Menschen, ihre Häuser und Gemeinden minimiert werden können.

Seine Forschungsgruppe hat untersucht, wie sich menschliche Entscheidungen wie die Gestaltung von Nachbarschaften oder die Platzierung von Häusern auf die Waldbrandgefahr für Gemeinden auswirken. „Wir haben festgestellt, dass die Stärke der Wohndichte aufgrund der Brandaktivität mit der Stärke der Klimavariablen in einigen Teilen Kaliforniens konkurriert“, sagt er. Die Menschen können diese Entscheidungen durchaus kontrollieren, sei es durch Bebauungsrichtlinien, Bauvorschriften oder feuersichere Nachbarschaftsgestaltung. „Wir müssen in unserem Verständnis von ‚Risiko‘ ganzheitlicher vorgehen und auch die menschliche Seite betrachten“, sagt Mortiz.

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