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Freistetters Formelwelt: Warum Hitze zu mehr Waldbränden führt

Ein Wald fängt nicht von selbst zu brennen an, auch wenn es heiß ist. Dass es bei Hitze zu mehr Waldbränden kommt, ist trotzdem kein Zufall.
Ein intensives Waldfeuer breitet sich durch einen dichten Wald aus. Die Flammen lodern hoch und beleuchten die Bäume, während Rauch den Himmel verdunkelt. Die Szene zeigt die zerstörerische Kraft des Feuers in der Natur.
In den Sommermonaten gibt es immer wieder verheerende Waldbrände.

Großflächige Waldbrände brechen oft in den heißen Sommermonaten aus. Der Zusammenhang zwischen der erhitzten Luft und dem Feuer in der Vegetation ist allerdings nur indirekt. Holz brennt im Winter genauso gut wie im Sommer – und selbst wenn die Temperaturen auf über 40 Grad Celsius steigen, fängt deswegen kein Baum zu brennen an.

Es braucht immer eine Zündquelle, die das Feuer entfacht. Wie sich ein Brand danach entwickelt, hängt aber durchaus mit der Lufttemperatur zusammen. Dabei spielt diese Formel eine wichtige Rolle:

VPD=es(Ta)ea

Mit VPD wird das Dampfdruckdefizit (englisch: vapor pressure deficit) bezeichnet. Damit beschreibt man, wie weit die Luft von der Sättigung mit Wasserdampf entfernt ist. In der Formel ist es der Sättigungsdampfdruck und ea der tatsächliche Dampfdruck. Etwas genauer ausgedrückt: Der Dampfdruck gibt an, wie viel Wasserdampf zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Luft vorhanden ist. Der Sättigungsdampfdruck beschreibt dagegen die maximal mögliche Menge an Wasserdampf, die sich in der Luft befinden kann, bevor das Wasser zu kondensieren beginnt.

Die legendärsten mathematischen Kniffe, die übelsten Stolpersteine der Physikgeschichte und allerhand Formeln, denen kaum einer ansieht, welche Bedeutung in ihnen schlummert: Das sind die Bewohner von Freistetters Formelwelt.
Alle Folgen seiner wöchentlichen Kolumne, die immer sonntags erscheint, finden Sie hier.

Je größer die Differenz zwischen diesen beiden Werten, desto mehr Wasser kann die Luft noch aufnehmen und desto stärker kann Wasser verdunsten. Ist das Dampfdruckdefizit groß, zieht die Atmosphäre mehr Wasser aus dem Boden und der Vegetation. Das heißt, es wird trocken; Pflanzen können absterben, Holz und Vegetation trocknen aus und ein Feuer kann sich unter diesen Bedingungen sehr viel schneller ausbreiten, als es das tun würde, wenn das Dampfdruckdefizit und damit auch die Verdunstung gering wären.

In der Formel taucht noch der Wert der aktuellen Temperatur Ta auf. Grund dafür ist die Tatsache, dass die Luft mehr Wasser aufnehmen kann, je wärmer sie ist, weswegen der Sättigungsdampfdruck temperaturabhängig ist. Für das Dampfdruckdefizit bedeutet das einen fast exponentiellen Zusammenhang mit der Temperatur. Wenn es im Sommer heißer ist und dann sogar der Regen für längere Zeit ausbleibt, kann die durch das Dampfdruckdefizit angeregte Verdunstung die Wälder so sehr austrocknen, dass am Ende schon ein kleiner Funke genügt, um sie großflächig brennen zu lassen.

Viele mögliche Auslöser

Das kann durch einen Blitz passieren, durch eine weggeworfene Zigarette, ein Lagerfeuer, durch Funkenflug von Maschinen oder die heißen Auspuffrohre von motorisierten Fahrzeugen. Eher nicht verantwortlich für die Entstehung eines Waldbrands sind übrigens weggeworfene Glasflaschen. Wenn man nicht gerade die geschliffenen Linsen einer Lupe oder eines Teleskops im Wald entsorgt, besteht keine Gefahr, dass ein paar Glasscherben das Sonnenlicht stark genug bündeln, um ein Feuer zu entfachen (es gibt aber selbstverständlich genügend andere Gründe, warum man Glasflaschen und Müll nicht einfach in die Landschaft werfen soll).

Waldbrände hat es auf der Erde immer gegeben, auch lange bevor wir Menschen da waren. Mit dem menschengemachten Klimawandel haben wir allerdings dafür gesorgt, dass solche Naturkatastrophen leichter ausbrechen können als früher. Und durch unsere unachtsamen Aktivitäten in freier Natur lösen wir sie häufiger aus.

Doch das Wissen über den Einfluss von Faktoren wie dem Dampfdruckdefizit erlaubt es uns immerhin, kritische Regionen und Zeiträume zu identifizieren. Der Waldbrandgefahrenindex, den der Deutsche Wetterdienst jeden Tag berechnet, berücksichtigt unter anderem Parameter wie Luftfeuchtigkeit und Verdunstung, um das Potenzial für die Gefährdung durch einen Waldbrand einzuschätzen. Noch besser wäre es natürlich, wenn wir durch Klimaschutzmaßnahmen dafür sorgten, das Risiko langfristig zu senken. Bis es so weit ist, bleibt uns nur die bestmögliche Vorbereitung auf die – leider auch in Zukunft – zu erwartenden Waldbrände.

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