Die Experten vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung in Potsdam haben dazu die klimatischen Auswirkungen von Bränden in nordamerikanischen Nadelwäldern, die bis zum Jahr 1928 zurückreichen, analysiert. Dabei untersuchten sie, basierend auf Daten aus Satelliten- und Boden-gestützten Messungen, sowohl die Oberflächentemperaturen und den Blattflächenindex als auch den Wärmeaustausch zwischen Waldboden und Atmosphäre. Die Forschenden konnten unter anderem zeigen, dass abgebrannte Nadelwaldflächen noch bis zu fünf Jahrzehnte lang in den kühlen Sommern der nördlichen Breiten tagsüber höhere Oberflächentemperaturen zur Folge haben.

In intakten Wäldern mit viel Vegetation und wuchsbedingten Höhenunterschieden in den Baumwipfeln gibt es einen guten Luft- und somit auch Wärmeaustausch mit der Atmosphäre. Nach einem Waldbrand kann der Luftaustausch geringer ausfallen, da Baumkronen nun nicht mehr vorhandenen beziehungsweise noch nicht wieder voll entwickelt sind. Dadurch ist die sogenannte Oberflächen-Rauigkeit, also der Höhenunterschied der Vegetation, geringer, was zu weniger Luftverwirbelungen über den Wäldern führt. In der Folge heizt sich die Erdoberfläche stärker auf. 

Wenn es aufgrund des Klimawandels zu häufigeren und großflächigeren Bränden in borealen Wäldern kommt, könnte das also erhebliche zusätzliche Auswirkungen auf die dortige Erwärmung haben. Für mögliche Entwicklungen bis zum Jahr 2050 haben die Forschenden verschiedene Szenarien berechnet: Für ein Szenario mit einer hohen Zunahme an verbrannter Waldfläche (um 150 Prozent zwischen 2020 und 2050) würde in diesem Zeitraum allein die durch Waldbrände verursachte Erhöhung der Jahresmitteltemperatur um 30 Prozent ansteigen, von 0,12°C im Jahr 2020 bis auf 0,16 ± 0,04°C im Jahr 2050. Im Gegensatz dazu würde ein Szenario mit einer geringen Zunahme der verbrannten Fläche (um 36 Prozent zwischen 2020 und 2050) bis 2050 zu keinem zusätzlichen Verstärkungseffekt bei der Erwärmung führen

Die Ergebnisse verdeutlichen die Klimafolgen in den borealen Wäldern Nordamerikas. Mit der erwarteten Zunahme von Waldbränden steigt der Bedarf an weiterführender Forschung. "Die Folgen für die Ökologie und das Klima sind tiefgreifend und erfordern eine verstärkte Aufmerksamkeit in der Klimaforschung", erklärt der Studienautor Manuel Helbig. "Unsere Untersuchungen machen auch deutlich, wie wichtig es ist, die Treibhausgasemissionen global zu senken. Denn sie erhöhen über die Beschleunigung der Erderwärmung auch die Gefahr für Waldbrände und damit für das Auftauen von Permafrostböden und die Freisetzung von weiterem Kohlendioxid und Methan aus den Böden."

cdi/pm