#Afrikas Qualm zieht bis zum Amazonas

Rund 10.000 Kilometer legen die schmutzigen Schwaden zurück: Transatlantische Luftströme transportieren oft große Mengen Rußpartikel aus Buschfeuern in Afrika in den zentralen Amazonas-Regenwald, zeigt eine Studie. Der Beitrag aus der Ferne kann dabei sogar die Belastung durch die regionalen Feuer deutlich überschreiten. Die Informationen können nun der besseren Einschätzung von atmosphärischen Strömungen und der Rolle von Rußpartikeln im Klimasystem dienen, sagen die Wissenschaftler.

In Wäldern ist die Luft meist besonders frisch und sauber – für den gewaltigen Amazonas-Regenwald gilt das ganz besonders, könnte man meinen. Doch auch dort liegt Feinstaub in der Luft. Die Konzentration an Rußpartikeln schwankt dabei allerdings zwischen niedrig und sehr hoch. Besonders in der eher trockenen Zeit des Jahres kommt es in einigen Bereichen zu erheblichen Belastungen. Denn dann brennen im Amazonas-Regenwald zahlreiche durch Menschen verursachte Entwaldungsfeuer. Im zentralen Amazonas ist die Luftqualität dadurch manchmal kaum besser als in europäischen Ballungsgebieten.

Dem Ruß auf der Spur

Doch das Forscherteam um Bruna Holanda vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz wollte nun genauer wissen, woher die Rußpartikel in der Luft der Amazonasregion stammen. Denn auch Beiträge aus weiter entfernten Quellen schienen möglich. Um den Ruß über dem Amazonas verschiedenen Ursprüngen zuordnen zu können, analysierten die Wissenschaftler über zwei Jahre hinweg Partikel in der Luft am Amazon Tall Tower Observatory (ATTO). Diese Forschungsstelle liegt in einer vergleichsweise unberührten Region im zentralen Amazonasgebiet und umfasst unter anderem einen 325 Meter hohen Messturm.

Wie die Forscher berichten, stießen sie bei ihren Analysen auf zwei vorherrschende Arten von Ruß: Ein Teil war durch vergleichsweise kleine Partikel mit einem hohen Gehalt an organischem Material gekennzeichnet. Sie stammen von den regionalen Bränden, erklären die Forscher. Die Merkmale dieser Rußteilchen sind auf vergleichsweise feuchte Brennstoffe und Schwelbrände zurückzuführen. Für Überraschung sorgten dann allerdings die Untersuchungsergebnisse der zweiten Fraktion: Die relativ großen und stark verbrannten Partikel stammen aus Afrika und sind dort bei Buschbränden, Brandrodungen und der Verfeuerung von Biomasse entstanden, ging aus Vergleichen hervor.

Erstaunlich großer Beitrag

Wie die Wissenschaftler feststellten, stammt zu manchen Zeiten sogar der überwiegende Teil der Belastung nicht aus Südamerika selbst, sondern ist mit Luftmassen rund 10.000 Kilometer aus Afrika über den Atlantik gereist. „Dieser Rauch aus Afrika ist fast das ganze Jahr in großen Anteilen über dem Regenwald zu finden – das haben wir nicht erwartet“, sagt Holanda. „Wir hatten den Anteil aus Afrika auf fünf, vielleicht 15 Prozent geschätzt. Tatsächlich aber betrug er zeitweilig 60 Prozent.“ Anhand von meteorologischen Daten wie dem Hauptwindfeld und Satellitenaufnahmen ermittelten die Forscher dann auch die genaueren Quellen und Wege der Rauchschwaden. Unter anderen zeigte sich dabei, dass zweimal im Jahr besonders viel Rauch aus Afrika zum Amazonas strömt.

Demnach wird während der Regenzeit von Januar bis März so viel Ruß antransportiert, dass in dieser Periode durchschnittlich 60 Prozent der Rußpartikel über dem Amazonas von den afrikanischen Feuern stammen. Zu dieser Zeit liegt kaum Qualm von einheimischen Brandrodnungen in der Luft. Doch der Rauch aus Afrika macht die Luft auch dann manchmal so schmutzig wie in der Trockenzeit, sagen die Forscher. Die zweite starke transatlantische Rauchschwade verstärkt auch die Belastung in der Trockenzeit noch einmal deutlich, geht aus den Ergebnissen hervor: Von August bis November sorgen die regionalen Feuer für etwa zwei Drittel der Rußbelastung. Ein Drittel trägt der Ruß aus Afrika bei und erhöht damit die ohnehin schon hohe Belastung, sagen die Wissenschaftler.

Doch welche Auswirkungen kann dieser Eintrag von Rußpartikeln haben? Verschiedene Effekte sind möglich, betonen die Forscher: Partikel in der Luft beeinflussen das Sonnenlicht und können dadurch die Strahlungs- oder Energiebilanz der Erde und damit das Klima beeinflussen. Staub- und Rußpartikel dienen außerdem als Kondensationskerne bei der Entstehung von Tropfen in Wolken. Sie beeinflussen somit Niederschläge und den Wasserhaushalt. „Unsere Ergebnisse können deshalb nun helfen, Klima- und Erdsystemmodelle zu verbessern, die die afrikanische Rauchkomponente bisher nur unzureichend widerspiegeln“, sagt Seniorautor Christopher Pöhlker vom Max-Planck-Institut für Chemie. „Die Abholzungsraten und die Zahl der Feuer sowie der dadurch entstehende Ruß in den letzten Jahren sind beispiellos und können gravierende Folgen für den regionalen und globalen Klimawandel haben,“ sagt der Wissenschaftler abschließend.

Quelle: Max-Planck-Institut für Chemie, Commun Earth Environ, doi: 10.1038/s43247-023-00795-5

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