In den letzten Jahrzehnten hat sich die Arktis mit einem Temperaturanstieg von rund drei Grad Celsius mehr als doppelt so schnell erwärmt wie der Rest der Erde. Angetrieben wird die Aufheizung vor allem durch steigende Treibhausgasemissionen in der Atmosphäre. Aber auch Ruß trägt zum Wandel in der Arktis stark bei. Woher die schwarzen Partikel stammen und wann ihr Einfluss besonders groß ist, zeigt eine Studie der Arbeitsgruppe um Sho Ohata von der Universität Nagoya in »Atmospheric Chemistry and Physics«.

Ruß entsteht, wenn fossile Energieträger oder Biomasse unvollständig verbrannt werden. In der Atmosphäre nehmen die Rußteilchen Sonnenenergie auf und erwärmen dadurch die Umgebung; lagern sie sich auf Eis und Schnee ab, verringern sie deren Albedo: Weniger Sonneneinstrahlung wird reflektiert und stattdessen in Wärmeenergie umgewandelt, die wiederum die Schmelze antreiben. Für seine Studie hat das Team 2018 mit Hilfe von Messflügen Daten zur Rußkonzentration in der Atmosphäre gesammelt und diese mit Auswertungen früherer Jahre verglichen. Die Werte schwanken dabei zwischen den unterschiedlichen Jahren und waren 2018 beispielsweise niedriger als 2015.

Diese Unterschiede führten Ohata und Co auf die Feueraktivität zu den jeweiligen Zeitpunkten zurück. Satellitenbilder zeigten, dass 2015 mehr Biomasse brannte als etwa 2018. Entsprechend setzten die Feuer 2015 mehr Ruß frei, der dann in die Arktis trieb. Die wichtigsten Herkunftsgebiete lagen dabei in den mittleren Breiten Osteuropas inklusive Russland westlich des Urals sowie im südöstlichen Sibirien. Hier brennen regelmäßig Wälder und Steppen beziehungsweise werden Felder mit Feuer für neue Aussaaten vorbereitet. Während der Messflüge 2018 konnten die Wissenschaftler sogar phasenweise eine regelrechte atmosphärische Schmutzschicht in der Atmosphäre ausmachen, die aus Rußteilchen bestand.

Im Jahresverlauf treten die höchsten Rußkonzentrationen im Frühling auf, wenn die Partikel die Arktis erreichen. Gleichzeitig ist dann ihr Aufheizungseffekt am größten. Weitere Rußquellen sind Kohlekraftwerke oder der Verkehr. In diesem Zusammenhang ist es besonders kritisch, wenn der Schiffsverkehr durch die Arktis zunimmt, weil Schiffsdiesel besonders schmutzig sind und direkt vor Ort die Emissionen freisetzen. Negative Rückkopplungen erwarten die Wissenschaftler auch durch häufigere Dürren in der Arktis und Sibirien, die Waldbrände begünstigen, deren Rußemissionen schließlich weiter die Arktis beeinflussen.