Wie lange wird der Rauch eines Waldbrandes anhalten und wohin wird er sich ausbreiten?

Rauch von rekordverdächtigen Waldbränden in Kanada hat Teile des Ostens der USA bedeckt, aber wechselnde Wetterbedingungen im Sommer dürften für Linderung sorgen

Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wird im Laufe der Veranstaltung regelmäßig aktualisiert.

Ein unheimlicher, orangefarbener Dunst bildete eine ungewöhnliche Kulisse für die ikonische Skyline von Manhattan, als eines der schlimmsten Luftverschmutzungsereignisse der Region seit Jahrzehnten New York City heimsuchte, verursacht durch Rauch, der von Waldbränden in ganz Kanada nach Süden strömte. Es ist eine weitere apokalyptische Szene aus unserer vom Klimawandel veränderten Welt.

„Ich mache mir Sorgen darüber, was das für den Rest der Saison bedeutet“, sagt Christine Wiedinmyer, Atmosphärenchemikerin am Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences der University of Colorado Boulder. „Wir sind erst im Juni – Anfang Juni. Es besteht also die Möglichkeit, dass uns im ganzen Land ein rauchiger Sommer bevorsteht.“

Auch wenn die Brände den ganzen Sommer über weiter wüten, wird ihr Rauch möglicherweise nicht ganz so viele Menschen belasten wie der aktuelle Rauch. Diese Möglichkeit für Optimismus hängt mit sich ändernden Wettermustern zusammen, die den Rauch möglicherweise näher an die Brände bringen, die ihn verursachen, sagt Greg Carbin, Leiter der Vorhersageoperationen im Weather Prediction Center des US National Weather Service. „Der Rauch ist sehr, sehr schwierig, wenn es darum geht, die Flugbahn auf längere Sicht vorherzusagen“, bemerkt Carbin. Das heißt: „Wenn wir in den Sommer kommen und der Jetstream über den kontinentalen Vereinigten Staaten schwächer wird, ist es wahrscheinlich, dass die Probleme, die wir mit dem Rauch aus Kanada sehen, langsam nachlassen.“

Kanada hatte den schlimmsten Beginn der Waldbrandsaison seit Beginn der Aufzeichnungen: In diesem Jahr wurden bislang mehr als 9 Millionen Hektar Fläche niedergebrannt – etwa so groß wie Massachusetts und Connecticut zusammen. Mehr als 400 Brände spucken derzeit im ganzen Land Rauch in die Atmosphäre, mehr als 200 davon sind außer Kontrolle geraten. Heiße und trockene Wetterbedingungen haben dazu geführt, dass Wälder in ganz Kanada zum Brennen bereit sind. Die Brände begannen in diesem Frühjahr westlich in Alberta und British Columbia und verschlimmerten sich während eines großen Hitzekuppelereignisses im Mai. Der Rauch dieser Brände breitete sich bis in den Westen der USA aus und führte zu einer Verschlechterung der Luftqualität in Montana und Colorado.

Dann brachen weiter östlich in Nova Scotia und Quebec Brände aus, und die Behörden ordneten die Evakuierung vieler Gemeinden an. Das Ergebnis war ein brutaler Start in die Feuersaison.

„Wir haben noch kein Jahr gesehen, in dem die verbrannte Fläche so früh im Frühjahr so ​​schnell zugenommen hat“, sagt Richard Carr, Brandforschungsanalyst beim Canadian Forest Service von Natural Resource Canada. Obwohl große Frühlingsbrände keine Seltenheit seien, sei es selten, dass es so viele in einem Jahr gebe, sagt er. Kanadas bisher größtes Brandjahr sei 1989 gewesen, sagt er, als frühe Frühlingsbrände Manitoba verwüsteten. „Wir nähern uns bisher ungefähr der Hälfte dieses Rekords und haben noch ein paar Monate mögliche Feuersaison vor uns“, sagt Carr.

Sobald sich der gesamte Rauch in der Atmosphäre befindet, hängt sein Schicksal von den vorherrschenden Wetterbedingungen ab. Die Brände wurden teilweise durch ein großes Hochdrucksystem geschürt, das seit Wochen hartnäckig über Kanada schwebt und in einem von Atmosphärenforschern als Blockierungsmuster bezeichneten Muster die Temperaturen hoch und die Niederschläge niedrig hält. Entlang des östlichen Randes dieses Blocks, sagt Carbin, habe sich im Nordosten ein Tiefdrucksystem gebildet. Die um und zwischen diesen beiden Systemen zirkulierende Luft zieht den Rauch nach Süden über die Großen Seen, den Nordosten und die Mittelatlantikregion. „Jeder Feinstaub, der durch diese Brände in Kanada entsteht, wird im Grunde genommen nach Süden strömen“, sagt Carbin.

Wo genau der Rauch landet, kann sich je nach Windrichtung stark verändern. „Es kann sich sehr subtil verändern“, sagt Carbin. „Es kann nur eine kleine Verschiebung sein, und ein Tag kann wirklich rauchig und schlecht für die Luftqualität sein – und der nächste Tag könnte in Ordnung sein, weil man trockenere, kühlere und weniger verschmutzte Luft einbauen kann.“ Deshalb habe der Norden Neuenglands, obwohl näher an den Bränden, derzeit viel sauberere Luft als der Bundesstaat New York und die Mittelatlantikküste, sagt er.

Es sei auch wichtig, wie hoch der Rauch von Waldbränden in der Atmosphäre sei, sagt Wiedinmyer. „Manchmal bleibt es hoch oben in der Luft, aber dieses Mal kommt es an die Oberfläche, wo wir arbeiten, leben und atmen, sodass es nicht nur unsere Sicht beeinträchtigt“, sagt sie. Bei den aktuellen Wetterbedingungen „dringt Rauch tatsächlich an die Oberfläche und die Konzentration dieser Partikel ist so hoch“, sagt Wiedinmyer. „Die Partikelkonzentration an der Oberfläche ist sehr, sehr hoch und sehr ungewöhnlich.“

In New York City gehörten die Luftqualitätsmessungen aufgrund der hohen Feinstaubwerte, die Wissenschaftler als PM2,5 bezeichnen, zu den schlechtesten seit Beginn der Aufzeichnungen. Hierbei handelt es sich um feine Partikel mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern oder weniger – winzig genug, um tief in die Atemwege einzudringen. Sie sind besonders schädlich für sehr junge Menschen, ältere Menschen und Menschen mit bestimmten Erkrankungen wie Asthma und Herzerkrankungen. Laut Wissenschaftlern des Environmental Change and Human Outcomes Lab der Stanford University war der Mittwoch der schlimmste Waldbrandrauchtag in den USA seit 2006 hinsichtlich der Anzahl der exponierten Personen. Mehr als 60 Millionen Menschen erlebten Konzentrationen von PM2,5 über 60 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m3). Mehr als 47 Millionen Menschen waren Konzentrationen über 75 µg/m3 ausgesetzt. Die US-Umweltschutzbehörde legt einen sicheren Wert von 12,0 µg/m3 fest. Während der schlimmsten Phase des Ereignisses stiegen die Werte auf den Straßen von New York City auf über 400 µg/m3.

Obwohl der Staat New York und Teile von Neuengland am Mittwoch den dichtesten Rauch verzeichneten, hatte sich diese Wolke am Donnerstag nach Süden verlagert und hing über der Region von Philadelphia bis Washington, D.C Die Qualität war dort bei weitem nicht so schlecht wie weiter nördlich.

Menschen in rauchgefährdeten Gebieten wird empfohlen, keine anstrengenden Übungen im Freien durchzuführen und im Freien, wo die Luftverschmutzung besonders hoch ist, Masken zu tragen. Das Schließen von Fenstern und der Betrieb von Luftreinigern können zur Verbesserung der Raumluftqualität beitragen.

Laut Carbin kann Rauch auch feuerfreundliche Bedingungen fördern. „In den Sommermonaten kommt der Großteil des Niederschlags, den wir bekommen, von Gewittern. Und damit sich Gewitter bilden, braucht man eine Oberflächenheizung – und man reduziert die Oberflächenerwärmung bei dichtem Rauch“, weil dadurch die Sonnenstrahlen blockiert werden, sagt Carbin. „Es besteht also ein Zusammenhang zwischen der Rauchmenge und der Niederschlagsmenge.“

Carr sagt, dass einige Prognosen darauf hindeuten, dass der Hochdruckblock über Kanada nächste Woche nachlassen wird, was dem Land eine Atempause verschaffen könnte. Aber selbst das reicht möglicherweise nicht aus, um die Brände zu beruhigen. „Wir erwarten wirklich ein großes Sturmsystem, das ein paar Tage lang stillstehen könnte“ und den nötigen Regen bringen könnte, sagt Carr. „Das wäre sehr hilfreich, wir sehen nur noch kein solches System.“

Längerfristig könnte ein sich entwickelndes El-Niño-Muster im globalen Klima die Bedingungen mildern, die Temperaturen senken und die Niederschläge im Süden Kanadas erhöhen, sagt Carr, obwohl es mehrere Monate dauern könnte, bis sich die Wirkung entfaltet. „Für den Rest der Saison wird es eine schwierige Aufgabe“, sagt Carr.

Aber selbst wenn die Brände in Kanada weiterhin schlimm bleiben, könnte es sein, dass die rauchigen Bedingungen entlang der Mittelatlantikküste zu Beginn des Sommers aufgrund der sich ändernden Wetterbedingungen in ganz Nordamerika nicht anhalten, sagt Carbin. Dabei handelt es sich insbesondere um den Jetstream: den sich schnell bewegenden Luftstrom in der Atmosphäre, der Wettersysteme über das Land transportiert. „Der Jetstream wird seine Konfiguration ändern; er wird nicht den ganzen Sommer über in dieser Konfiguration bleiben“, sagt Carbin. „Es ist sehr wahrscheinlich, dass, wenn wir in ein Sommerregime mit entweder mehr westlicher Strömung über die Vereinigten Staaten oder südwestlicher Strömung gelangen … der Osten eine Pause von dieser schlechten Luftqualität und dem Rauch erleben wird.“

Das bedeutet natürlich nicht, dass der Rauch verschwindet. Es bleibt lediglich näher am Feuer selbst und verringert so die lokale Luftqualität. Auch in Toronto, Ottawa und anderen Städten im Osten Kanadas war die Luftqualität schrecklich.

Auch wenn die Feuersaison in Kanada ohne größere Wetteränderungen düster zu bleiben scheint, besteht eine große Unsicherheit darin, wie sich die Saison im Westen der USA entwickeln wird, wo in diesem Winter ungewöhnlich hohe Niederschlagsmengen zu verzeichnen waren. Typischerweise strömt der Rauch von Bränden im Westen nach Osten, obwohl es bei sommerlichen Wetterbedingungen wahrscheinlich zu langsameren Winden kommt, die den Rauch nicht so weit von einem Feuer wegtragen können, sagt Carbin.

Obwohl langfristige Rauchprognosen schwierig seien, seien glücklicherweise große Verbesserungen bei kurzfristigen Prognosen zu verzeichnen, fügt Carbin hinzu. „Bemerkenswert ist die Fähigkeit, vorherzusagen, wo sich in den nächsten ein bis zwei Tagen einige der schlimmsten Bedingungen entwickeln könnten“, sagt er. „Die Wissenschaft ist gerade so weit fortgeschritten, dass wir sagen können: ‚Auch wenn gestern in New York schlecht war, warten Sie ein oder zwei Tage.‘ Das Schlimmste steht uns noch bevor, denn den prognostizierten Zirkulationen zufolge sehen wir, wie sich unglaublich dichter Rauch über West-New York und in die Gegend von New York City ausbreitet.“

Mit diesen Prognosen können Menschen bessere Entscheidungen treffen, um die schlechteste Luftqualität zu vermeiden. „Die Technologie informiert uns im Voraus über diese Ereignisse, sodass wir vorsichtig sein können“, sagt Carbin. „Sie können also vielleicht im Voraus planen, um zu versuchen, das Schlimmste in der Luft zu vermeiden, auch wenn Sie nicht viel tun können, um die Flugbahn zu ändern.“

Meghan Bartelsist ein Wissenschaftsjournalist und Nachrichtenreporter für Scientific American mit Sitz in New York City.

Andrea Thompson , Mitherausgeber bei Scientific American, befasst sich mit Nachhaltigkeit. Folgen Sie Andrea Thompson auf Twitter. Bildnachweis: Nick Higgins

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