Die Schweiz unter dem Rauch der Kanadischen Waldbrände

31. Mai 2016, 2 Kommentare

Seit dem 1. Mai 2016 wüten in der Kanadischen Provinz Alberta verheerende Waldbrände, die unter anderem zur Evakuation einer ganzen Stadt mit 10‘000 Einwohnern geführt haben. Diese Waldbrände haben eine grosse Menge Rauch und andere Verbrennungsprodukte in die Atmosphäre ausgestossen. Diese Rauchwolke wurde durch die vorherrschenden atmosphärischen Winde über den Atlantik transportiert und wird aktuell von unseren Messsystemen über der Schweiz detektiert.

Dieser Vorfall zeigt, dass die atmosphärische Zusammensetzung über Distanzen von mehreren tausend Kilometern beeinflusst werden kann. Die gemessenen Konzentrationen sind allerdings sehr gering und stellen in keiner Weise eine Gefahr für die Bevölkerung dar.

Evakuation und Wiederbeginn in Fort McMurray, Kanada (NZZ online, 25.05.2016)

Satellitenbeobachtungen vom 20 Mai 2016

Das Satellitenbild vom 20. Mai 2016 zeigt die geographische Lage der Rauchwolke über Nordamerika (Bild 1). Farbig dargestellt ist der so genannte Aerosol Index, der aufgrund der optischen Eigenschaften der Aerosole einen Hinweis auf die Rauchkonzentration liefert.

LIDAR Beobachtungen über der Schweiz

Mittels dem operationellen LIDAR der MeteoSchweiz konnte der Rauch der Kanadischen Waldbrände ab dem 24. Mai 2016 auf rund 9000 m.ü.M. über der Schweiz gemessen werden. Der Rauch sank bis vom 24. auf den 25. Mai bis auf 2000 m.ü.M. ab (siehe gelbe Pfeile in Bild 2).

Mithilfe von sogenannten Rückwärtstrajektorien kann der Ursprung der gemessenen Rauchpartikel bestimmt werden. Bild 3 zeigt die Trajektorie der Luftmasse, die am 24. Mai 2016 um 18h UT auf 9000 m.ü.M. über Payerne gemessen worden ist. Die Trajektorie belegt eindeutig, dass diese Luftmasse ihren Ursprung über Kanada in der Region der Waldbrände hat.

Vergrösserte Ansicht: Bild 3: Trajektorie der Luftmasse, die am 24. Mai 2016 um 18h UT auf 9000 m.ü.M. über Payern beobachtet wurden. Die Trajektorie reicht 148 h zurück.
Bild 3: Trajektorie der Luftmasse, die am 24. Mai 2016 um 18h UT auf 9000 m.ü.M. über Payern beobachtet wurden. Die Trajektorie reicht 148 h zurück.

Mit demselben LIDAR können auch Feuchte und Temperatur bestimmt werden. Die Auswertungen der Feuchtemessungen zeigen, dass die rauchhaltige Schicht rund 200% feuchter ist als die benachbarten Luftschichten (siehe gelbe und schwarze Pfeile in Bild 4). Diese Feuchte wurde vermutlich durch die Feuersbrunst zusammen mit dem Rauch in die Atmosphäre emittiert.

Weiterführende Informationen

Lidar und Ceilometer

Kommentare (2)

  1. K.H. Jaggi, 02.06.2016, 08:55

    Interessant, danke. Sie schreiben: "Die Auswertungen der Feuchtemessungen zeigen, dass die rauchhaltige Schicht rund 200% feuchter ist als die benachbarten Luftschichten... Diese Feuchte wurde vermutlich durch die Feuersbrunst zusammen mit dem Rauch in die Atmosphäre emittiert." Ist bekannt oder kann ergründet werden, wieweit es sich um Verbrennungswasser (CxHx + O2 => CO2 + H2O) oder Verdunstungswasser (Pflanzensäfte, Hitze) oder spätere Wasserkondensation an den Russ- und Aschepartikeln handelt? Kann ein Zusammenhang mit den riesigen Wassermassen der letzten Tage über Mitteleuropa postuliert oder vermutet werden? Danke für die Vermittlung Ihres Wissens.

    1. MeteoSchweiz, 03.06.2016, 09:12

      Wasser in der Rauchwolke hat drei mögliche Quellen: Chemische Reaktionen (combustion moisture), ungebundenes Wasser im Brennstoff (fuel moisture) und Vermischung mit Umgebungsluft (entrainment moisture). Gemäss Trentmann et al. 2006 (http://www.atmos-chem-phys.net/6/5247/2006/acp-6-5247-2006.pdf) und Luderer et al. 2006 (http://www.atmos-chem-phys.net/6/5261/2006/acp-6-5261-2006.pdf) ist letzteres der wichtigste Beitrag zum Wasser in der Rauchwolke. Der Beitrag von ungebundenem Wasser hängt sehr stark vom Gehalt von ungebundenem Wasser im Brennstoff ab (Gras, Wald, …). Gestützt auf die Arbeit von Parmar et al. 2008(http://www.atmos-chem-phys.net/8/6147/2008/acp-8-6147-2008.pdf) schätzen wir, dass im vorliegenden Fall der Beitrag von ungebundenem Wasser denjenigen von chemischen Reaktionen übertrifft.

      Ein Zusammenhang mit den starken Niederschlägen über Teilen Europas in diesen Tagen kann mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Die Feuchte der Waldbrände ist vernachlässigbar gegenüber der Feuchte, die über dem Atlantik aufgenommen wird.