Feuergewitter über Europa
Sie sehen aus wie übergrosse Gewitterwolken, sind aber noch gefährlicher. Pyrocumulonimbus (PyroCb-Wolken) entstehen durch Waldbrände und enorme Hitze. Das seltene Phänomen fasziniert Forschende – und bereitet Feuerwehrleuten Sorgen, weil es Brände unberechenbarer macht und neue Feuer entfachen kann.
Darum geht’s
- Pyrocumulonimbus-Wolken entstehen über besonders intensiven Waldbränden.
- Die enorme Hitze erzeugt ein eigenes Gewittersystem, das als «Feuergewitter» bezeichnet wird.
- Diese Wolken machen Brände noch gefährlicher, weil sie starke Winde und Blitze erzeugen. Dadurch können sich Feuer schneller ausbreiten und neue Brandherde entstehen.
- Forschende beobachten PyroCb-Wolken zunehmend häufiger. Als mögliche Ursachen gelten der Klimawandel und die Zunahme grosser, intensiver Waldbrände.
Die gewaltigen Waldbrände in Frankreich und Spanien haben in den vergangenen Tagen ein seltenes Phänomen hervorgebracht: sogenannte Pyrocumulonimbus-Wolken, kurz PyroCb. Auf den ersten Blick sehen sie wie gewöhnliche Gewitterwolken aus. Tatsächlich entstehen sie aber nicht durch eine Wetterfront, sondern durch ein Feuer.
Meteorolog*innen sprechen deshalb von einem «Feuergewitter». Es ist eines der deutlichsten Zeichen dafür, dass ein Brand ausser Kontrolle geraten ist. Denn ab diesem Moment beeinflusst nicht mehr nur das Wetter das Feuer – das Feuer beginnt, sein eigenes Wetter zu erzeugen, heisst es beim «Guardian».
Wie entsteht eine PyroCb-Wolke?
Damit sich eine PyroCb bilden kann, braucht es einen aussergewöhnlich grossen und intensiven Brand. Die enorme Hitze erwärmt die Luft über dem Feuer so stark, dass sie mitsamt Rauch, Asche und Wasserdampf rasch nach oben steigt. Mit zunehmender Höhe kühlt die Luft ab. Der Wasserdampf kondensiert und bildet zunächst eine Quellwolke.
Ist die Atmosphäre gleichzeitig ausreichend instabil, wächst daraus eine voll entwickelte Gewitterwolke. Diese kann 10 bis 15 Kilometer hoch werden und sogar die Stratosphäre erreichen – jene Atmosphärenschicht, in der normalerweise Verkehrsflugzeuge unterwegs sind. Das berichtet «ABC News Australia».
So entsteht eine PyroCb.
AI
Warum macht die Wolke den Waldbrand noch gefährlicher?
Sobald eine PyroCb entstanden ist, beginnt ein gefährlicher Kreislauf. Die Wolke erzeugt starke Auf- und Abwinde, die das Feuer unberechenbar machen. Flammen können ihre Richtung innert Minuten ändern, Glut wird über grosse Distanzen getragen und weit entfernt entstehen neue Brandherde.
«Die Wolke bestätigt, dass das Feuer sehr gefährlich ist», sagt der australische Buschbrandforscher Rick McRae von der University of New South Wales (UNSW), gegenüber «ABC News Australia». Er beschäftigt sich seit Jahrzehnten mit PyroCb-Wolken. Für Feuerwehrleute gehören diese plötzlichen Wetterumschwünge zu den grössten Herausforderungen bei der Brandbekämpfung.
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Warum bringt ein Feuergewitter oft kaum Regen?
Obwohl eine PyroCb wie ein Gewitter aussieht, fällt häufig kaum Regen. Der Rauch enthält unzählige winzige Partikel, an denen sich Wassertröpfchen bilden. Weil es davon so viele gibt, bleiben die Tropfen oft sehr klein und erreichen den Boden nicht. Stattdessen kann die Wolke Blitze erzeugen. Diese schlagen teilweise 40 bis 100 Kilometer vom eigentlichen Waldbrand entfernt ein und entfachen neue Feuer. So trägt die Wolke dazu bei, dass sich der Brand weiter ausbreitet, anstatt gelöscht zu werden.
Was passiert mit dem Rauch in der Stratosphäre?
PyroCb-Wolken transportieren Rauch viel höher als gewöhnliche Brände. Die starken Aufwinde können Russ- und Aschepartikel bis in die Stratosphäre befördern. Dort bleiben sie oft wochen- oder sogar monatelang und werden von den Höhenwinden über weite Teile der Erde verteilt. Forschende beobachteten dieses Phänomen besonders nach den schweren Buschfeuern in Australien 2019 und 2020, wie die NASA berichtet. Teilweise vergleichen sie die Auswirkungen solcher Rauchwolken mit kleineren Vulkanausbrüchen.
Warum treten PyroCb-Wolken heute häufiger auf?
PyroCb-Wolken sind kein neues Phänomen. Beobachtet werden sie seit Jahrzehnten, vor allem in Australien, Kanada und im Westen der USA. Forschende stellen jedoch fest, dass sie häufiger auftreten als früher, heisst es beim «Guardian».
Der Klimawandel könnte das Auftreten von PyroCb-Wolken zusätzlich begünstigen. Mit steigenden Temperaturen, längeren Trockenperioden und häufigeren Hitzewellen nehmen grosse und besonders intensive Waldbrände zu – genau jene Brände, die genügend Energie freisetzen, um Feuergewitter entstehen zu lassen. Das berichtet das «World Climate Research Programme».
Pyrocumulonybus schädigen durch den Russ die Umwelt.
American Meteorological Society
Gleichzeitig beeinflussen PyroCb-Wolken selbst das Klima: Sie transportieren Russ und andere Aerosole bis in die Stratosphäre, wo diese Sonnenlicht absorbieren oder reflektieren und die Wolkenbildung verändern können. Forschende gehen deshalb davon aus, dass PyroCb-Wolken künftig sowohl häufiger auftreten als auch eine grössere Rolle im Klimasystem spielen werden.
Was weiss die Wissenschaft noch nicht?
Obwohl PyroCb-Wolken intensiv erforscht werden, gibt es noch viele offene Fragen. So ist beispielsweise noch unklar, warum manche Feuergewitter besonders viele Blitze erzeugen und andere kaum. Auch das Zusammenspiel von Feuer, Rauch und Atmosphäre ist äusserst komplex. Deshalb entwickeln Forschende neue Computermodelle, die diese Prozesse möglichst genau nachbilden.
Forscher wissen noch nicht alles über das Phänomen. Durch Datensammlungen und Untersuchungen kommen sie aber der Lösung näher.
openreview.net
In einer OpenReview-Studie wird gezeigt, wie moderne Simulationen helfen können, die Entstehung und Entwicklung von PyroCb-Wolken besser vorherzusagen. Solche Modelle sollen künftig auch die Arbeit von Wetterdiensten und Feuerwehren unterstützen.
Warum beobachten Forschende diese Wolken so genau?
Für Meteorologinnen und Feuerwehrleute ist eine PyroCb weit mehr als eine spektakuläre Wolke. Sie zeigt, dass ein Waldbrand so viel Energie entwickelt hat, dass er die Atmosphäre verändert und ein eigenes Wettersystem aufbauen kann.
Genau das macht solche Brände besonders gefährlich: Sie breiten sich schneller aus, verändern plötzlich ihre Richtung und können durch Blitze neue Feuer entfachen. Deshalb gilt eine PyroCb heute als eines der deutlichsten Warnzeichen dafür, dass ein Waldbrand eine besonders kritische Phase erreicht hat.
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