Ein jahrhundertelanger Blick auf das kalifornische Klima

6. März 2019, von NOAA, National Centers for Environmental Information, USA

Foto: Carl Skinner, U.S. Forest Service

Die Zusammenhänge zwischen Starkniederschlägen und Waldbränden in Kalifornien werden klarer: Ein internationales Team, zu dem auch Forschende des Exzellenzclusters CliSAP, der Universität Hamburg und des Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) gehören, hat dazu eine Studie veröffentlicht. Mit Daten, die bis ins 16. Jahrhundert zurückreichen, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Faktoren ermittelt, welche die aktuellen Extremereignisse in Kalifornien beeinflussen.

Die in der US-Amerikanischen Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlichte Untersuchung bezieht Paläoklimadaten aus dem 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. Ein besonderes Augenmerk liegt auf starken Winden im Bereich der oberen Troposphäre bis zur Stratosphäre, sogenannten Jetstreams oder Höhenwinden, und der Luftfeuchtigkeit in Kalifornien.

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.

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.

North Pacific Jet-Stream und Luftfeuchtigkeit

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.

Der NPJ wird somit zu einem wichtigen Vorläufer der Brandbedingungen im Sommer

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.

Aufgrund der Erderwärmung kann es sein, dass starke Regen- und Schneefälle in der Regenzeit die Waldbrandgefahr im Sommer nicht eindämmen können

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 jüngsten Brände in Kalifornien während der nassen North Pacific Jet-Stream-Periode können ein Hinweis auf diese Veränderung sein", heißt es in der Veröffentlichung. Neben dem Brandrisiko und den damit verbundenen gesundheitlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen könnte eine solche Veränderung die Artenverteilung, Waldzusammensetzung und Ökosysteme verändern.

Wissenschaftlicher Artikel: Wahl, Eugene R., E. Zorita, V. Trouet, and A. H. Taylor. Jet stream dynamics, hydroclimate, and fire in California from 1600 CE to present. Proceedings of the National Academy of Sciences Mar 2019, 201815292; DOI:10.1073/pnas.1815292116

Übernahme mit freundlicher Genehmigung des NOAA bzw. HZG.

Contact:
Eduardo Zorita
Helmholtz-Zentrum Geesthacht
Eduardo.Zorita"AT"hzg.de