Waldbrände, Feuerwirbel, schwere Gewitter: Wenn Brände groß und heiß genug werden, können sie tatsächlich ihr eigenes Klima erzeugen.
In diesen Extremsituationen funktionieren die üblichen Methoden der Feuerwehrleute zur direkten Kontrolle des Feuers nicht und Waldbrände geraten außer Kontrolle. Feuerwehrleute erkannten viele dieser Risiken während des massiven Parkbrandes, der Chico, Kalifornien, im Sommer 2024 verwüstete.
Aber wie kann ein Feuer Wetterbedingungen schaffen?
Ich bin ein Atmosphärenforscher, der von Satelliten gesammelte Daten in Wettervorhersagemodellen nutzt, um extreme feuerbedingte Wetterereignisse besser vorhersehen zu können. Satellitendaten zeigen, dass durch Brände verursachte Stürme viel häufiger auftreten als noch vor einigen Jahren angenommen. Hier ist, was passiert.
Die Zusammenhänge zwischen Waldbränden und Wetterbedingungen
Stellen Sie sich eine wilde Landschaft mit trockenem Gras, Buschwerk und Bäumen vor. Es entsteht ein Funke, möglicherweise durch einen Blitzschlag oder durch einen Ast, der in eine Stromleitung einschlägt. Bei heißem, trockenem und windigem Wetter kann dieser Funke schnell einen Flächenbrand auslösen.
Wenn Vegetation brennt, werden große Mengen Wärme freigesetzt. Dadurch erwärmt sich die Luft in Bodennähe und diese Luft steigt wie ein Heißluftballon auf, da warme Luft eine geringere Dichte als kalte Luft hat. Dann strömt kühlere Luft ein und füllt die Lücke, die 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 mit der Höhe schnell abnimmt, ist die aufsteigende Luft immer wärmer als ihre Umgebung und steigt weiter auf. Wenn es hoch genug steigt, kondensiert die Feuchtigkeit und bildet eine Wolke namens Pyrocumulus oder Flammagenitus.
Steigt die Luft weiter auf, gefriert irgendwann die kondensierte Feuchtigkeit.
Wenn eine Wolke sowohl flüssige als auch gefrorene Wasserpartikel enthält, können Kollisionen zwischen diesen Partikeln zur Trennung elektrischer Ladungen führen. Wenn die Ansammlung von Ladungen groß genug ist, kommt es zu einer elektrischen Entladung, besser bekannt als Blitz, um die Ladungen zu neutralisieren.
Ob aus einer Feuerwolke ein Gewitter wird, hängt von drei Schlüsselfaktoren ab: einer Auftriebsquelle, Instabilität und Luftfeuchtigkeit.
Trockener Blitz
Umgebungen, die Waldbrände begünstigen, weisen im Allgemeinen eine niedrige Luftfeuchtigkeit auf. Wenn die Bedingungen in der unteren Atmosphäre trocken sind, kann dies zu sogenannten trockenen Blitzen führen.
Niemand, der in einer Umgebung lebt, in der es zu Waldbränden kommt, möchte trockene Blitze sehen. Dies geschieht, wenn ein Gewitter Blitze erzeugt, der Niederschlag jedoch verdunstet, bevor er den Boden erreicht. Das bedeutet, dass es keinen Regen gibt, der dazu beitragen könnte, durch Blitzschlag verursachte Brände zu löschen.
Feuerwirbel
Wenn Luft in die Atmosphäre aufsteigt, kann sie auf unterschiedliche Windgeschwindigkeiten und -richtungen treffen, eine Situation, die als Windscherung bezeichnet wird. Dadurch kann es zu einer Luftrotation kommen. Aufsteigende Luft kann die Rotation vertikal neigen und einem Tornado ähneln.
Diese Feuerwirbel können von starken Winden begleitet sein, die brennende Asche verbreiten und neue Brände entfachen können. Dabei handelt es sich jedoch im Allgemeinen nicht um echte Tornados, da sie nicht mit rotierenden Gewittern einhergehen.
Nachlassende Stürme
Irgendwann wird der Sturm, der durch das Lauffeuer ausgelöst wurde, nachlassen und das, was hochgegangen ist, wird wieder untergehen. Der Abwind des abklingenden Gewitters kann unregelmäßige Winde am Boden erzeugen, die das Feuer weiter in schwer vorhersehbare Richtungen ausbreiten.
Wenn Brände ihr eigenes Klima schaffen, kann ihr Verhalten unvorhersehbarer und unberechenbarer werden, was ihre Bedrohung für Anwohner und Feuerwehrleute, die das Feuer bekämpfen, nur noch verstärkt. Für die Sicherheit aller ist es wichtig, Veränderungen im Brandverhalten zu antizipieren.
Satelliten zeigen, dass Feuerwetter nicht so selten ist
Meteorologen erkannten Ende der 1990er Jahre die Fähigkeit von Bränden, Gewitter zu erzeugen. Doch erst mit dem Start der Satelliten der GOES-R-Serie im Jahr 2017 verfügten Wissenschaftler über die hochauflösenden Bilder, die erforderlich waren, um herauszufinden, dass durch Brände verursachte Wetterphänomene vorliegen Tatsache alltäglich.
Heutzutage können diese Satelliten Feuerwehrleute vor einem neuen Feuer warnen, bevor sie überhaupt 911 anrufen. Dies ist wichtig, da die Anzahl, Größe und Häufigkeit von Waldbränden in den Vereinigten Staaten zunimmt.
Klimawandel und zunehmende Brandrisiken
Hitzewellen und Dürrerisiken nehmen in Nordamerika zu, da steigende globale Temperaturen Landschaften und Wälder trockener und anfälliger für Brände machen. Klimamodellexperimente deuten darauf hin, dass der vom Menschen verursachte Klimawandel dieses Risiko weiter erhöhen wird.
Da in diesem Klima der globalen Erwärmung immer mehr Menschen in brandgefährdete Gebiete ziehen, steigt auch die Brandgefahr. Mit Bränden gehen kaskadierende Gefahren einher, die noch lange nach ihrem Löschen bestehen bleiben, wie etwa von Bränden verwüstete Landschaften, die viel anfälliger für Erdrutsche und Murgänge sind, die die Wasserqualität und Ökosysteme beeinträchtigen können.
Gemeinden können ihre Brandanfälligkeit verringern, indem sie verteidigungsfähige Räume und Brandschneisen bauen und Häuser und Grundstücke weniger anfällig machen. Feuerwehrleute können durch vorgeschriebene Verbrennungen auch die umliegende Brennstoffbelastung reduzieren.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Feuer ein natürliches Element des Erdsystems ist. Wie der Feuerforscher Stephen J. Pyne schreibt, müssen wir Menschen unsere Beziehung zum Feuer neu ausrichten, damit wir lernen können, mit ihm zu leben.
Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: Kyle Hilburn, Colorado State University
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Kyle Hilburn erhält Fördermittel von der National Oceanic and Atmospheric Administration und der National Aeronautics and Space Administration.