Woher wissen wir, dass es einen Zusammenhang zwischen Klimawandel und Waldbränden gibt?

Wie wir wissen, gibt es eine Verbindung zwischen Klimawandel und Waldbränden
Ein Feuerwehrmann rennt los, nachdem er versucht hat, ein Haus in Lakeport, Kalifornien, zu retten, wobei er die größten Feuer aller Zeiten erleiden musste.
AP Foto / Noah Berger

Der Sommer und Herbst von 2018 in der nördlichen Hemisphäre hat uns erneut zu einer Epidemie der großen Waldbrände geführt.

Diese verbrennen Wälder, Häuser und andere Gebäude, verdrängen Tausende von Menschen und Tieren und verursachen große Störungen im Leben der Menschen. Die enorme Belastung durch die einfache Brandbekämpfung ist zu einer ganzjährigen Kostenaufgabe geworden Milliarden von DollarGanz zu schweigen von der Kosten der Zerstörung.

Der Rauchschleier kann sich über Hunderte oder sogar Tausende von Meilen erstrecken. Beeinträchtigung der Luftqualität und der Sicht. Nach viele LeuteEs ist sehr klar geworden, dass der vom Menschen verursachte Klimawandel spielt eine große rolle indem das Risiko eines Lauffeuers stark erhöht wird.

Es scheint jedoch, dass die Rolle des Klimawandels in vielen oder sogar in den meisten Nachrichten über die Vielzahl von Bränden und Hitzewellen nur selten erwähnt wird. Zum Teil liegt dies daran, dass das Thema Zuschreibung ist normalerweise nicht klar. Das Argument ist, dass es immer Waldbrände gegeben hat, und wie können wir dem Klimawandel ein bestimmtes Lauffeuer zuordnen?

Als Klimawissenschaftler kann ich sagen, dass dies das falsche Bild des Problems ist. Die globale Erwärmung verursacht keine Waldbrände. Die unmittelbare Ursache ist oft die Unachtsamkeit des Menschen (Zigarettenkippen, nicht ordnungsgemäß ausgelöschte Lagerfeuer usw.) oder natürlich durch „trockenen Blitz“, wobei ein Gewitter Blitz, aber wenig Regen erzeugt. Vielmehr verschärft die globale Erwärmung die Bedingungen und erhöht die Gefahr von Waldbränden.

Trotzdem gibt es eine große Komplexität und Variabilität von einem Brand zum nächsten, und daher kann die Zuordnung komplex werden. Die Art und Weise, darüber nachzudenken, ist aus der Sicht der Grundlagenwissenschaft - in diesem Fall der Physik.

Die globale Erwärmung findet statt

Um das Zusammenspiel zwischen globaler Erwärmung und Waldbränden zu verstehen, müssen Sie überlegen, was auf unserem Planeten passiert.

Die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert sich aufgrund menschlicher Aktivitäten: In 40 ist ein Anstieg von mehr als einem Prozent zu verzeichnen Kohlendioxid, vor allem aus fossilen Brennstoffen, die seit den 1800s verbrannt werden, und mehr als die Hälfte des Anstiegs ist seit 1985. Auch andere wärmeableitende Gase (Methan, Distickstoffoxid usw.) nehmen in der Atmosphäre zu von menschlichen Aktivitäten. Die Raten steigen und fallen nicht (wie erhofft von der Übereinkommen in Paris).

Dies führt zu einem Energie-Ungleichgewicht für den Planeten

Die Energieflüsse durch das Klimasystem (Wie wir wissen, besteht ein Zusammenhang zwischen Klimawandel und Waldbränden)

Die Energieströme durch das Klimasystem sind schematisch mit Zahlen der oberen Atmosphärenwerte und Nettoenergieungleichgewicht an der Oberfläche dargestellt. Trenberth et al., 2009

Wärmeabfanggase in der Atmosphäre wirken wie eine Decke und verhindern, dass die Infrarotstrahlung - das heißt Wärme von der Erde - in den Weltraum entweicht, um die kontinuierliche Strahlung der Sonne auszugleichen. Während sich diese Gase aufbauen, verbleibt mehr von dieser Energie, meist in Form von Wärme, in unserer Atmosphäre. Die Energie erhöht die Temperatur von Land, Ozeanen und Atmosphäre, schmilzt Eis, taut Permafrost auf und treibt den Wasserkreislauf durch Verdunstung an.

Darüber hinaus können wir schätzen das Energieungleichgewicht der Erde Ganz gut: Sie beträgt etwa 1 Watt pro Quadratmeter oder etwa 500 Terawatt weltweit.

Dieser Faktor ist zwar klein im Vergleich zum natürlichen Energiefluss durch das System (240 Watt pro Quadratmeter), aber im Vergleich zu allen anderen direkten Auswirkungen menschlicher Aktivitäten. Zum Beispiel die Stromerzeugung in den USA im vergangenen Jahr gemittelte 0.46-Terawatt.

Die zusätzliche Wärme ist immer das gleiche Zeichen und ist auf der ganzen Welt verbreitet. Dementsprechend ist es wichtig, wo sich diese Energie ansammelt.

Verfolgung des Energieungleichgewichts der Erde

Die Wärme sammelt sich meistens im Ozean - über 90 Prozent. Diese zusätzliche Wärme bedeutet das das Meer dehnt sich aus und der Meeresspiegel steigt.

Wärme sammelt sich auch im schmelzenden Eis an, was zum Schmelzen führt Arktischen Meereises und Gletscherverluste in Grönland und der Antarktis. Dies fügt dem Ozean Wasser hinzu und somit das Meeresspiegel steigt von diesem ebenfalls, mit einer Rate von über 3 Millimeter im Jahr oder über einen Fuß pro Jahrhundert.

Weltwärmegehalt der Ozeane für die oberen 2000-Meter des Ozeans (Wie wir wissen, gibt es einen Zusammenhang zwischen Klimawandel und Waldbränden)
Weltwärmegehalt der Ozeane für die oberen 2000-Meter des Ozeans, mit Unsicherheitsschätzungen durch die pinkfarbene Region.
Wissenschaftliche Fortschritte, CC BY-NC

An Land werden die Auswirkungen des Energieungleichgewichts durch Wasser kompliziert. Wenn Wasser vorhanden ist, wird die Wärme hauptsächlich durch Verdampfung und Trocknung erzeugt und Feuchtigkeit in Stürme eingespeist, die schwerer werden Regen. Die Effekte sammeln sich jedoch nicht an, solange es regnet.

In einem trockenen Zeitraum oder Dürresammelt sich die Wärme an. Erstens trocknet es aus und zweitens erhöht es die Temperaturen. Natürlich "regnet es in Südkalifornien nie", so die 1970s PopsongZumindest im Sommerhalbjahr.

Wasser ist also die Klimaanlage des Planeten. In Abwesenheit von Wasser akkumulieren sich die überschüssigen Wärmeeffekte an Land, indem sie alles trocknen und die Welken abtrocknen sowie die Temperaturen erhöhen. Dies führt wiederum zu Hitzewellen und erhöhtem Risiko für Waldbrände. Diese Faktoren gelten in Regionen im Westen der USA und in Regionen mit Mediterrane Klimazonen. In der Tat sind viele der jüngsten Waldbrände nicht nur im Westen der Vereinigten Staaten, sondern auch in Portugal, Spanien, Griechenland und anderen Teilen des Mittelmeers aufgetreten.

Die Bedingungen können sich auch in anderen Teilen der Welt entwickeln, wenn starke Hochdruckwetterkuppeln (Antizyklone) stagnieren, wie dies zum Teil zufällig geschehen kann, oder bei manchen Wettermustern, wie sie von beiden festgestellt werden, erhöhte Chancen bestehen La Niña oder El Niño Veranstaltungen (an verschiedenen Orten). Es wird erwartet, dass sich diese trockenen Flecken von Jahr zu Jahr bewegen, aber ihr Überfluss nimmt im Laufe der Zeit zu, wie dies eindeutig der Fall ist.

Wie groß ist der Energieungleichgewichtseffekt über Land? Nun, 1 Watt pro Quadratmeter über einen Monat, wenn es angesammelt wird, entspricht 720 Watt pro Quadratmeter über eine Stunde; 720-Watt entspricht der vollen Leistung in einem kleinen Mikrowellenherd. Ein Quadratmeter ist etwa 10-Quadratfuß. Nach einem Monat entspricht dies sechs Minuten lang einem Mikrowellenherd mit voller Leistung pro Quadratfuß. Kein Wunder, dass es brennt!

Namensnennung Wissenschaft

Um auf die ursprüngliche Frage von Waldbränden und der globalen Erwärmung zurückzukommen, erklärt dies das Argument: Durch den Klimawandel steht zusätzliche Wärme zur Verfügung, und das oben Gesagte zeigt, wie groß es ist.

Tatsächlich gibt es Feuchtigkeit im Boden und Pflanzen haben Wurzelsysteme, die die Bodenfeuchtigkeit anheben und die Auswirkungen verzögern, bevor sie zu welken beginnen, so dass es in der Regel zwei Monate dauert, bis die Auswirkungen groß genug sind, um die Bühne für Waldbrände zu bereiten . Im Alltag ist der Effekt klein genug, um bei der normalen Wettervariabilität verloren zu gehen. Aber nach mehr als einem Monat Trockenheit ist das Risiko merklich höher. Und natürlich die globale mittlere Oberflächentemperatur geht auch auf.

„Wir können dem Klimawandel kein einziges Ereignis zuschreiben“ ist seit langem ein Mantra der Klimawissenschaftler. Es hat vor kurzem geändert, jedoch.

Wie in dem Waldbrandbeispiel wurde erkannt, dass Klimaforscher dies möglicherweise tun können nützliche Aussagen durch die Annahme, dass die Wetterereignisse selbst vom Klimawandel relativ unberührt bleiben. Dies ist eine gute Annahme.

Klimawissenschaftler können auch nicht sagen, dass extreme Ereignisse auf die globale Erwärmung zurückzuführen sind, weil dies eine schlecht gestellte Frage ist. Wir können jedoch sagen, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass sie ohne die globale Erwärmung keine so extremen Auswirkungen gehabt hätten. In der Tat sind alle Wetterereignisse vom Klimawandel betroffen, weil die Umgebung, in der sie auftreten, ist wärmer und feuchter als früher.

Insbesondere durch Fokussierung auf Das Energieungleichgewicht der ErdeEs wird erwartet, dass neue Forschungen das Verständnis dafür fördern, was und warum passiert und was es für die Zukunft bedeutet.Das Gespräch

Über den Autor

Kevin Trenberth, Distinguished Senior Scientist, Nationales Zentrum für atmosphärische Forschung

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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