Frau Fiedler, Sie sind Expertin für Aerosole. Woran erkennt man denn eine hohe Aerosolbelastung als Laie?

Man hat es tatsächlich manchmal sehr gut im Blick. Vor ein paar Tagen erschien der Mond orange-rot. Ich weiß nicht, ob Sie das auch gesehen haben.

Ja!

Solche Farben entstehen durch Streuung von Licht in der Atmosphäre. Dabei spielen Kleinstpartikel in der Atmosphäre eine Rolle, sogenannte Aerosole. Aerosole von den Feuern in Westeuropa waren dabei zusammen mit Aerosolen mit anderem Ursprung. Es ist nie nur das eine oder das andere. Wir haben auch viele anthropogene Emissionsquellen, zum Beispiel in Städten mit Verkehr und Industrie.

Der Rauch aus den französischen Waldbränden gelangt also auch bis zu uns?

Die Aerosole aus Feuern können weiter nach oben in die Atmosphäre getragen werden als bei Luftverschmutzung in Städten, weil Feuer heiß sind. Das kann man sich so vorstellen: Die Luft wird unten stark erwärmt und steigt dadurch auf. Darin enthalten sind Aerosole, aber auch andere kurzlebige Luftbeimengungen, die mit den Winden transportiert werden. So können Aerosole aus den Bränden auch zu uns kommen, allerdings in geringeren Konzentrationen als dicht am Feuer.

Wie hoch kann der Rauch bei solch einem Feuer getragen werden?

Typischerweise würde man sagen, dass Aerosol in der planetaren Grenzschicht bleibt. Das merkt man zum Beispiel, wenn man mit dem Flugzeug abhebt. Unten ist eine diesige Schicht, die schlagartig von blauem Himmel darüber abgelöst wird. Die diesige Schicht in Bodennähe ist die Grenzschicht. Typischerweise bleiben die meisten Aerosole darin.

Bei den Feuern hat man aber von unten die Hitze. Dadurch entsteht Konvektion, die bewirkt, dass verdreckte Luft weiter nach oben aufsteigt und oberhalb der Grenzschicht weitergetragen wird. Dort führen die Winde, die bei uns vorherrschen, dazu, dass Aerosole von den Feuern in unsere Richtung getragen werden. Dadurch hat man auch hier eine erhöhte Konzentration von Aerosolen. Das Gute ist, dass sie zunächst in größeren Höhen transportiert werden und nicht direkt am Boden. Dadurch kann man erwarten, dass die Aerosole von den Feuern bei uns in Bodennähe keine starke Auswirkung haben. Um es genau zu wissen, muss man mit Simulationen abschätzen, wie viele der Aerosole zu uns gelangen. Das kann man nicht über den Daumen peilen, und europäische Einrichtungen werden sich dieser Frage sicherlich bereits annehmen.

Man weiß, dass Aerosole in der Stratosphäre langfristig das Klima beeinflussen. So weit hinauf gelangt der Rauch auch bei so extremen Bränden also nicht?

Wenn in die Stratosphäre Aerosole eingetragen werden, dann passiert das zum Beispiel durch Vulkanausbrüche, die explosiv sind und dadurch hochreichende Fahnen erzeugen, die Material bis in die Stratosphäre tragen. Die größten Ausbrüche seit 1850, namentlich Pinatubo und Krakatau, hatten eine Klimawirksamkeit über ein bis zwei Jahre nach ihren Eruptionen. Das passiert also relativ selten, aber wenn sie auftreten, reduzieren sie nachweislich die bodennahe Temperatur und den Niederschlag im globalen Mittel.

Aber Feuer können das nicht?

Feuer wie in Frankreich und in Spanien haben nicht die explosive Entfaltung von großen Vulkaneruptionen. Das heißt, Aerosole von den Feuern kommen nicht in vergleichsweise großer Menge nach oben in die Stratosphäre. Sie bleiben in der Regel in der Troposphäre, also bei uns unterhalb von etwa 11 Kilometern Höhe, wo auch Wetterprozesse ablaufen. Die Stratosphäre fängt erst oberhalb dieses Bereichs an. Und die Durchmischung der beiden Schichten ist durch eine Luftschicht begrenzt, die man Inversion nennt. Darin nimmt die Temperatur mit der Höhe zu, was bewirkt, dass man weniger vertikalen Austausch von Luft hat. Deshalb kann das Aerosol in der Stratosphäre auch länger verbleiben, wohingegen Aerosole in der Troposphäre vom Wetter beeinflusst werden. Wenn es regnet, wird Aerosol ausgewaschen – die Luft wird regelrecht gewaschen – und wenn sich die Windrichtung ändert, wird auch Aerosol in eine andere Richtung getragen. Da es bei uns recht trocken ist, findet auch weniger Auswaschung von Aerosol statt. So ist freier Transport in unsere Richtung möglich.

»Die meisten Klimamodelle simulieren Feuer nicht«

Wenn sich das alles verteilt, muss man sich auch weniger Sorgen um die Feinstaubbelastung machen?

Die Konzentration von frisch eingetragenen Aerosolen wird über die Zeit geringer. nahe an der Quelle sieht man es mit den bloßen Augen: dicke Rauchfahnen. Weiter entfernt hat man die Verschmutzung immer noch in der Luft, sie wird aber durchmischt und mit sauberer Luft verdünnt, und geht in unterschiedliche Windrichtungen. Die Konzentration geht mit der Entfernung runter.

Von einer Klimawirkung würden Sie also gar nicht sprechen, weil Aerosole bald absinken?

Jein. Beim anthropogenen Aerosol wissen wir, dass es kurzlebig ist. Eine typische Lebensdauer von Aerosolen wird mit zehn Tagen angegeben.

Oh, das ist aber kurz.

Ja, aber dadurch, dass beständig neues Aerosol emittiert wird, also die Konzentration in der Atmosphäre erneuert wird, gibt es dennoch eine gewisse Belastung der Luft trotz der kurzen Lebensdauer in der Atmosphäre. Wenn solche Feuer über sehr lange Zeiten oder in ähnlichen Regionen immer wieder ausbrechen, kann man sich entsprechend vorstellen, dass es zu einer Klimawirkung kommt. Aber der Nachweis des Effekts ist eher schwierig. Mit Beobachtungen allein kann man es nicht gut untersuchen. Man braucht Klimamodelle, jedoch simulieren die meisten Modelle Feuer nicht, sondern schreiben deren Einfluss in Computersimulationen vor. Aktuelle Feuer in Europa sind darin nicht enthalten. Die Simulierung von Feuern können aber nun bereits erste Klimamodelle, sodass wir es bald untersuchen können. Die internationale Forschung kommt damit an einen Punkt, an dem man die Wechselwirkung von Feuer und Klimawandel in einer Vergleichsstudie analysieren kann. Die Simulationen sind geplant und wir warten aktuell auf Daten der Modelle, aber bei der Auswertung sind wir noch nicht.

Wir müssen uns also weniger um die langfristige Klimawirkung der Aerosole sorgen als um die auf die Gesundheit und auf Ökosysteme?

Die unmittelbaren Auswirkungen sind im Moment das Wichtige. Und vor allem, dass die Brände gelöscht werden. Ich schaue mir auch die Bilder an und sehe die dramatische Lage.

Müssen wir uns an solche Feuer gewöhnen?

Ich würde das so als Einschätzung geben. Ich würde mit häufigeren und intensiveren Hitzewellen ohne Regen erwarten, dass mehr Feuer entstehen, aber das muss wissenschaftlich untersucht werden. Dazu werden gerade erst Simulationen gemacht, um zu schauen: Ist es wirklich das, was wir mit den zukünftigen Projektionen für Treibhausgase und Aerosole und andere Faktoren zu erwarten haben? Oder sind unsere Klimamodelle dafür noch zu unsicher?

»Diese Partikel können tief in die Lunge eindringen und Probleme hervorrufen«

Ich dachte, das sei klar – mehr Trockenheit, mehr Hitze …

Ja, aber die Auswirkung auf die Feueraktivität nicht. Bei Extremen sind wir uns einig, dass sie häufiger und intensiver werden, sowohl bei Hitze – was wir in den letzten Wochen und Monaten erlebt haben. Als auch bei Niederschlag in beide Richtungen, Starkregen und Dürre. Aber bei angeschlossenen Fragen, etwa ob Feuer intensiver sind und ob dadurch Aerosol in höhere Bereiche der Atmosphäre transportiert wird, können wir mit den Modellen, die wir bislang hatten, nicht abschließend beantworten. Was dazukommt: Man muss auch immer schauen, in welcher Region ist das Feuer. Ist das eine Region, die vor ein bis zwei Jahren schon mal gebrannt hat? Dann ist nicht mehr so viel Biomasse vorhanden, die viel emittieren kann. Oder gibt es in dieser Region ganz andere Dinge abseits von Vegetation, die brennen können?

Von welchen Aerosolen sprechen wir bei Waldbränden in erster Linie?

Das ist ein Cocktail von verschiedenen Stoffen, wir sprechen auch von »Biomasseverbrennungsaerosol«. Man könnte es unter »Feinstaub« zusammenfassen. Diese Partikel können tief in die Lunge eindringen und Probleme hervorrufen. Das können Rußpartikel sein, aber auch biogene Partikel, weil es Vegetation ist, die brennt. Ein großes Problem ist CO, Kohlenstoffmonoxid.

In unmittelbarer Umgebung herrscht dann Erstickungsgefahr?

Ja, Flammen sieht man gut, CO jedoch nicht, sodass Erstickung droht.

Wie beim Hausbrand?

Genau. Deshalb soll man Fenster und Türen geschlossen halten.

In Australien gab es 2019/2020 riesige Flächenbrände. Kann man da von einer Klimawirksamkeit sprechen?

Wenn man bedenkt, dass ein Feuer jedes Jahr wiederkommt, dann ist es klimawirksam. Dazu muss man auch nicht nach Australien gehen. Man weiß das zum Beispiel aus den Tropen, wo es jedes Jahr Brandrodung gibt. Das berücksichtigen wir in Klimamodellen, weil es einen Einfluss hat.

Aber Waldbrände in Europa gehören noch nicht dazu?

Brände in höheren Breiten – also alles, was Europa betrifft oder auch die Polargebiete, wo es in den letzten Jahren immer mal wieder brennt –, das bildeten wir in Standard-Klimamodellen bisher nicht ab. Die große Frage ist: Wie beeinflussen Feuer in diesen Regionen das Klima, zum Beispiel, wenn es zukünftig wohlmöglich häufiger auftritt? Das ist eine der Fragen, der wir als wissenschaftliche Gemeinschaft nachgehen sollten.