| News

Zusammenhang zwischen Starkniederschlägen und Waldbränden in Kalifornien

Ein jahrhundertelanger Blick auf das kalifornische Klima

Die Zusammenhänge zwischen Starkniederschlägen und Waldbränden in Kalifornien werden klarer: Ein internationales Team aus Forschenden vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG), der Universität Hamburg und Forschungseinrichtungen aus den USA hat dazu eine Studie in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. Mit Daten aus der Zeit vom 16. Jahrhundert bis heute haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zugrundeliegende Faktoren ermittelt, welche die Extremereignisse in Kalifornien beeinflussen.

 Nov 9 California Wildfires Via Terra

Blick aus dem All auf die Waldbrände im November 2018: Starke Winde trieben das Feuer über Nacht nach Süden und Südwesten, verdreifachten seine Größe und verbreiteten Rauch im Sacramento Valley. Das Bild zeigt auch zwei weitere Brände in Südkalifornien, die Hill und Woolsey Fires. [Bild: NASA (Joshua Stevens)]

In der Studie werden Paläoklimadaten vom 16. Jahrhundert bis heute verwendet und in Klimasimulationen eingespeist. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk auf starken Winden im Bereich der oberen Troposphäre bis zur Stratosphäre, sogenannten Jetstreams oder Höhenwinden, und der Luftfeuchtigkeit in Kalifornien.

Die in der US-Amerikanischen Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS) veröffentlichte Untersuchung bezieht Daten über einen Zeitraum von 1571 bis 2013 ein - das ist fast viermal so lang wie die bislang zugrundeliegenden Messreihen, die in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts beginnen. Durch die nun veröffentlichte Langzeitstudie wird verständlicher, wie es zu extremen Auswirkungen von Waldbränden und Niederschlägen kommen kann.

Die Arbeit bietet eine fundierte Grundlage für die langfristige Bewertung regionaler Naturgefahren in Kalifornien. Laut den Aufzeichnungen, die bis 1933 zurückreichen, erlebte Kalifornien 2018 einige der verheerendsten Waldbrände bislang. Diese Extremereignisse, die teilweise mit Schäden im Milliardenbereich einhergehen, geben Anlass zur Sorge für die Zukunft.

North Pacific Jet-Stream und Luftfeuchtigkeit

U.s. Army National Guard Photostaff Sgt. Eddie Siguenza

Harte Arbeit für die National Guard im August 2018: In der Nähe von Clearlake, Kalifornien, während des Jerusalem Fire in Nordkalifornien. (Foto der U.S. Army National Guard / Mitarbeiter Sgt. Eddie Siguenza)

Die zahlreichen Faktoren, die zu extremen Wetter- und Klimaereignissen beitragen, machten einen internationalen und multidisziplinären Forschungsansatz notwendig. Jeder Spezialist im Forschungsteam brachte dazu unterschiedliche Perspektiven und notwendiges Wissen in die Studie ein. Dazu gehörten die Expertise in der Paläoklimatologie und Paläoökologie sowie in der Waldbrandforschung.

Der Küstenforscher Dr. Eduardo Zorita aus dem Institut für Küstenforschung des HZG analysierte im Projekt die Langzeit-Klimasimulationen zusammen mit Barumringdaten. Aus beiden Datensätzen lassen sich die Einflüsse und Auswirkungen der Niederschläge und Heißzeiten ableiten
Die Luftfeuchtigkeit in Kalifornien wird weitgehend durch die Stärke und Position des North Pacific Jet-Streams (NPJ) reguliert. Das sind die Höhenwinde, die während der kühleren Regenzeit zwischen Dezember und Februar aus dem Westen in den Staat Kalifornien einziehen. Die Stärke und Richtung der Winde beeinflusst die regionalen Bedingungen, die sich auf die wärmere Trockenzeit übertragen, wenn Waldbrände häufiger auftreten. Die Regenzeit NPJ wird so zu einem wichtigen Vorläufer der sommerlichen Brandbedingungen.

Um ein besseres Verständnis des Einflusses des NPJ im Laufe der Zeit zu entwickeln, konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die winterliche NPJ-Variabilität in einem Zeitraum von über 400 Jahren. Anhand paläoklimatologischer Daten wie Baumringe, sowie in den Baumringen noch zu erkenenden Waldbarndschaden, wurden vergangene Zustände rekonstruiert, um Zusammenhänge zwischen dem NPJ und den Extremen von Feuchtigkeit und Waldbränden aufzuzeigen.

Die Ergebnisse

Analysierte im Projekt die Langzeit-Klimasimulationen zusammen mit Barumringdaten: HZG-Küstenforscher Dr. Eduardo Zorita.

Analysierte im Projekt die Langzeit-Klimasimulationen zusammen mit Barumringdaten: HZG-Küstenforscher Dr. Eduardo Zorita. [Foto: privat]

Das Team wollte ein besseres Verständnis für die Bedingungen erlangen, die vor und nach der Einführung der Brandbekämpfungsmethoden im Jahr 1904 herrschten. Die Forscher erstellten eine Liste der Klein- und Großbrandjahre in der Sierra Nevada für die Jahre 1600 bis 1903 aus den Paläo-Aufzeichnungen. Anschließend wurden extreme Ereignisse aus der Zeit vor und nach der Bekämpfung ausgewertet.

Besonders auffällig war, das im Jahr 2017 – entgegen dem bisherigen Muster – trotz starker Niederschläge und hoher Luftfeuchtigkeit schwere Waldbrände beobachtet wurden. Eigentlich hätten die Forschenden nach der kühlen und regenreichen Jahreszeit mit sehr hoher Feuchtigkeit eher weniger schwere Waldbrände erwartet. In der paläoklimatischen Rekonstruktion wurde deutlich, dass bis zu dem Einsatz moderner Brandbekämpfung auf eine starke Niederschlagszeit nie ein starker Waldbrand folgte. Die Überlegungen der Wissenschaftler: Aufgrund der Erderwärmung kann es sein, dass starke Regen- und Schneefälle in der Regenzeit die Waldbrandgefahr im Sommer nicht eindämmen können.

"Die jüngsten Brände in Kalifornien während der nassen North Pacific Jet-Stream-Periode können ein Hinweis auf diese Veränderung sein", heißt es in der Veröffentlichung.

Publikation


An der Studie beteiligt waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler folgender Institutionen:


• National Center for Environmental Protection, NOAA (USA)
• Tree Ring Research Laboratory der University of Arizona
• Department of Geography and Earth and Environmental Systems Institute der Penn State University
• Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung

Kontakt:


Senior Scientist

Dr. Eduardo Zorita

Helmholtz-Zentrum Geesthacht
Institut für Küstenforschung
Abteilung Küsteneinflüsse und Paläoklima

Tel: +49 (0)4152 87-1856

E-Mail Kontakt

Pressekontakt:

Heidrun Hillen

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Helmholtz-Zentrum Geesthacht

Tel: +49 (0)4152 87- 1648

E-Mail Kontakt