Transport von ruß-reichem Rauch aus Afrika in den Amazonas

Wenn Wälder brennen, erzeugen diese Brände eine Menge Rauch. Und dieser Rauch enthält gewöhnlich Ruß, auch “black carbon” genannt. Rußpartikel sind Aerosole, die Strahlung absorbieren und als solche die Erdatmosphäre und das Klima der Erde erwärmen können. Aber wir müssen noch viel über Aerosole, ihre Eigenschaften und ihre Verteilung in der Atmosphäre lernen. Eine offene Frage ist, wie Ruß, der bei der Verbrennung von Biomasse in Afrika (d.h. Wälder, Grasland, Savannen usw.) freigesetzt wird, über den Atlantik in das Amazonasbecken transportiert wird und welche Rolle er dort spielt. Bruna Holanda und ihre Co-Autoren gingen dieser Frage nach. Sie kombinierten Daten aus dem nordöstlichen Amazonasgebiet, die während der ACRIDICON-CHUVA-Kampagne im September 2014 mit dem Forschungsflugzeug HALO gesammelt wurden, mit Langzeitdaten von ATTO.

Von HALO aus entdeckten sie in etwa 3,5 km Höhe eine etwa 300 m dicke Luftschicht mit viel black carbon. Sie konnten dies auf Brände im südlichen Afrika zurückverfolgen. Als diese Rauchschicht die brasilianische Küste erreichte, hatte sie sich bereits stark verdünnt. Dennoch war sie selbst mit bloßem Auge noch sichtbar. Rußpartikel machten 40 Prozent der Gesamtzahl der Aerosole aus. Und sie befanden sich seit mindestens 10 Tagen in der Atmosphäre. Als die verschmutzte Luftmasse das Amazonasbecken erreichte, sank die Schicht ab und wurde aufgrund der starken vertikalen Luftdurchmischung über dem Kontinent breiter. Dadurch werden die schwarzen Kohlenstoffpartikel schnell in die kontinentale Grenzschicht eingetragen.Die isolierte verschmutzte Schicht, die vor der Küste noch erhalten geblieben war, verschwand nun schnell.

Rauchschicht mit hoher Rußkonzentration erreicht die Küste Brasiliens.
Rauchschicht mit hoher Rußkonzentration erreicht die Küste Brasiliens. Abbildung von Holanda et al. (2020), Foto von Meinrat Andreae / MPI-C.

Die Autoren analysierten dann Langzeitdaten von ATTO. Sie stellten fest, dass solche Luftschichten mit viel black carbon von Bränden das Amazonasbecken jedes Jahr saisonal erreichen. Von Juli bis September, dem ersten Teil der Trockenzeit, sind Feuer in Afrika für einen Grossteil der Luftverschmutzung mit Ruß verantwortlich. Später in der Trockenzeit, von Oktober bis Dezember, sind Brände in Südamerika die Hauptquelle der Luftverschmutzung. Diese Aerosolpartikel sind effiziente Wolkenkondensationskeime (d.h. Keime für die Wolkenbildung). Das bedeutet, dass sie wahrscheinlich eine wichtige Rolle im Wasserkreislauf des Amazonasgebietes spielen.

Bruna Holanda und ihre Co-Autoren veröffentlichten die Studie Open Access in Atmospheric Chemistry and Physics Issue 20: Influx of African biomass burning aerosol during the Amazonian dry season through layered transatlantic transport of black carbon-rich smoke.

Der Rauch aus Afrika und dem Amazonas bringt hohe Konzentrationen von Ruß zu ATTO. Abbildung verändert nach Holanda et al. (2020)
Der Rauch aus Afrika und dem Amazonas bringt hohe Konzentrationen von Ruß zu ATTO. Abbildung verändert nach Holanda et al. (2020)

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