Am Neujahrstag war die Luft nirgendwo auf der Welt so schlecht wie in Canberra. Beispiellose Buschbrände wüteten in der Nähe und erstickten die australische Hauptstadt wochenlang unter einer dicken Rauchdecke. Viele Bewohner suchten wegen Atembeschwerden die Krankenhäuser auf. Schließlich wurde der giftige Dunst so schlimm, dass Sophie Lewis, Klimawissenschaftlerin an der University of New South Wales (UNSW) in Canberra, ihr Kleinkind einpackte und in ein Flugzeug nach Tasmanien stieg.

»Als wir auf dem Weg nach Hobart über Melbourne flogen, weinte ich fast vor Erleichterung – einfach, weil ich den Himmel sehen konnte,« sagt sie. Nach Wochen im Rauch hatte sich ihre Tochter daran gewöhnt, dass alle Menschen mit »Vogelschnäbeln« – so nennt Lewis die Atemschutzmasken – herumliefen.

Von Hobart aus beantwortete Lewis die E-Mails von besorgten Kollegen im Ausland. Wie der Rest der Welt konnten sie das Ausmaß und die Schwere der Brände in Australien kaum fassen (siehe Grafik »Ein Land steht in Flammen«). Seit September sind dort mehr als 10 Millionen Hektar Land verbrannt: Eine Fläche größer als Österreich. Bisher haben die Feuer mindestens 32 Menschen getötet und mehr als 2000 Häuser in drei Staaten zerstört, und in manchen Staaten endet die Brandsaison erst in einigen Monaten. Immer wieder wird Lewis von Menschen gefragt: Spielt der Klimawandel bei diesen katastrophalen Bränden eine Rolle?

Welche Rolle spielt das Wetter?

Mit genau dieser Frage haben sich Lewis und einige ihrer Mitarbeiter bereits beschäftigt. Sie arbeiten in einem kleinen, aber wachsenden Forschungszweig, der sich Attributionsforschung nennt. Diese Fachrichtung berechnet, wie wahrscheinlich es ist, dass sich Extremereignisse wie Hitzewellen, Überschwemmungen oder ein katastrophales Buschfeuer durch den Klimawandel verschlimmern. Lewis und ihre Kollegen veröffentlichten im Dezember 2019 bereits eine Studie, in der sie einen Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und den katastrophalen Bränden von 2018 in Nordost-Australien herstellten. Nun planen sie eine weitere derartige Untersuchung für die Brände, die während der letzten Monate in großen Teilen des Landes gewütet haben.

Die Arbeit wird von europäischen Forschern geleitet, die bereits zuvor sehr kurzfristig solche Analysen für Extremereignisse erstellt haben. Zunächst muss sich das Team damit auseinandersetzen, wie es die Brände im Rahmen der Studie definieren will: Es ist schwierig, die verschiedenen Wetterbedingungen abzubilden, die das Brandrisiko erhöhen. Zudem sind die Brände noch nicht erloschen. Sobald diese Fragen geklärt sind, kann das Team loslegen – und vielleicht noch im Februar seine Ergebnisse präsentieren.

Es wird schwer, Antworten zu finden. »Feuer ist wahrscheinlich das komplexeste physikalische und gesellschaftliche System, das wir kennen«, sagt Tim Brown, Klimaforscher am Desert Research Institute in Reno, Nevada. »Es gibt so viele unterschiedliche Aspekte zu beachten: von den Brennstoffen über die Menschen bis hin zum praktischen Feuermanagement.«

Alles wie immer – nur schlimmer

Aber Australien und andere Länder müssen wissen, was auf sie zukommt. Wenn die Rolle des Klimawandels bei solchen Extremereignissen berechenbar wird, können Wissenschaftler die Wahrscheinlichkeit erneuter Katastrophen besser vorhersagen. Für die Berufsgruppen, die auf solche Notfälle reagieren müssen, sind solche Informationen von entscheidender Bedeutung. Feuerwehrleute in vielen Ländern haben beispielsweise festgestellt, dass Großbrände immer heißer und gefährlicher werden. Künftige Risiken mit solchen Attributionsstudien zu modellieren, könnte ihnen helfen, sich auf die Feuer vorzubereiten und angemessen zu reagieren.

In Australien hat es schon immer Brände gegeben – auch katastrophale. Die wirklich verheerenden Brände tragen sogar eigene Namen, wie zum Beispiel der »Black Friday« von 1939, der »Ash Wednesday« 1983 und der »Black Sunday«, der sich 2009 zutrug. Letzterer forderte 173 Todesopfer: Er war das verheerendste Feuer, das auf dem Kontinent je registriert wurde. Alle drei – wie auch die aktuelle Krise – ereigneten sich inmitten oder am Ende langer, intensiver Dürreperioden.

Die Ursache für die ungewöhnlich heißen und trockenen Bedingungen in diesem Jahr liegt zum Teil in einem natürlichen meteorologischen Phänomen: dem Indischer-Ozean-Dipol (IOD) . Er kommt durch Temperaturunterschiede in der Wasseroberfläche zu Stande. Wenn sich in der Nähe von Afrika wärmeres Wasser sammelt – dem positiven Modus des IOD – fallen über den südlichen sowie den nördlichsten Regionen Australiens weniger Niederschläge. In diesem Jahr gab es eine der stärksten positiven Ausschläge der IOD der jüngeren Geschichte.

Zugleich hatten sich die Polarwinde über der Antarktis verschoben – auch ein Naturphänomen, aber ein viel selteneres als ein positiver IOD. Die plötzliche Erwärmung der Stratosphäre trug dazu bei, dass in weiten Teilen Australiens heißes, trockenes Wetter herrschte. Zu diesen natürlichen Schwankungen kommt die globale Erwärmung. Sie mache das Land noch heißer und trockener, sagt Sarah Perkins-Kirkpatrick, Klimawissenschaftlerin an der UNSW in Sydney.

Ein jahrzehntealter Verdacht

Anzeichen dafür, dass der Klimawandel Australiens Brände verschlimmert, mehren sich seit Jahrzehnten. Bereits in einem 2008 von der Regierung beauftragten Klimabericht, für den Daten aus den vergangenen 30 Jahren zusammengetragen wurden, tauchte in einem zukunftsweisenden Absatz die Warnung auf, die Brandsaison würde früher beginnen, später enden und heftiger sein. »Dieser Effekt nimmt über die Zeit zu und sollte ab 2020 direkt beobachtbar sein«, so der Bericht von Ross Garnaut, einem Wirtschaftswissenschaftler der University of Melbourne.

Laut Lewis brauchen wir nicht einmal Attributionsstudien, um zu sagen, dass der Klimawandel die Brände in Australien generell verschlimmert. Weil sich die Erde weiterhin erwärmt und Extremereignisse häufiger werden, wollen die Menschen aber immer öfter wissen, ob bei einem spezifischen Extremereignis der Klimawandel eine Rolle gespielt hat.

Lewis' Studie über die Brände von 2018 erfasste 130 Buschfeuer, die binnen fünf Tagen fast 750 000 Hektar Land verbrannten. Mit einem Klimamodell spielten sie in tausenden Simulationen zukünftige Bedingungen durch und verglichen die Auswirkungen der aktuellen Treibhausgaskonzentrationen mit einer Welt auf vorindustriellem Niveau. Diese Simulationen legen nahe, dass der Klimawandel extreme Temperaturen – einen wichtigen Faktor, der Feuer begünstigt – 4,5-fach wahrscheinlicher gemacht hat. Ein zweites Modell zeigte, wenn auch nur in einigen Szenarien, dass die unterdurchschnittlichen Niederschläge ebenfalls mit den gestiegenen Treibhausgaskonzentrationen zusammenhängen. Diese Studie sei nur eine von vielen, die den Klimawandel mit der zunehmenden Brandgefahr im Osten Australiens verknüpfen, sagen die Forscher.

Die Arbeit trage dazu bei, das zu bestätigen, was viele bereits vermuten, sagt Perkins-Kirkpatrick, einer der Autoren des Berichts. Neun der zehn heißesten Jahre Australiens, die je aufgezeichnet wurden, fielen in die letzten 15 Jahre.

Friederike Otto, die an der University of Oxford Klimamodelle erstellt, dachte über eine Attributionsstudie zu den australischen Bränden nach, nachdem sie die Satellitenbilder gesehen hatte: ein ganzer Kontinent, übersät mit Rauchfahnen und Brandherden. Das Ereignis war zu groß, um es zu ignorieren, sagt Otto, die zudem als Sachverständige bei der Organisation World Weather Attribution (WWA) tätig ist. Dort analysieren Mitarbeiter des Environmental Change Institute der University of Oxford gemeinsam mit Partnern vom Royal Netherlands Meteorological Institute die Auswirkungen des Klimawandels auf Extremwetterereignisse. Das WWA beschloss, schnellstmöglich eine Attributionsstudie durchzuführen, und lud Lewis, Perkins-Kirkpatrick und andere australische Forscher ein, daran teilzunehmen.

Ein Rekordjahr

Der erste Schritt jeder Attributionsstudie besteht darin, die Grenzen des untersuchten Ereignisses abzustecken (siehe Grafik »Ein Land steht in Flammen«). Im Fall Austaliens erwies sich das als schwierig, einerseits wegen der Größe des verbrannten Gebiets, andererseits wegen der großen Zeitspanne, in der sich die Ereignisse abspielten, sagt Perkins-Kirkpatrick. Danach wird das Team analysieren, ob Temperatur, Niederschlag und der Feuer-Wetter-Index (FWI) innerhalb dieser Grenzen außerhalb der Norm lagen.

Das vergangene Jahr 2019 war das trockenste und heißeste, das das Land je verzeichnet hat. Die Hitzewelle, von der ein Großteil des Landes im Dezember betroffen war, übertraf auch den bisherigen Rekord für den heißesten Tag seit Beginn der Wetteraufzeichnungen: Die durchschnittliche Höchsttemperatur im ganzen Land erreichte am 18. Dezember 41,9 Grad Celsius.

Um herauszufinden, ob der Klimawandel bei diesen Extremen eine Rolle gespielt hat, wird die Arbeitsgruppe mit einem halben Dutzend Klimamodellen Tausende von Simulationen durchführen. Einige der Modelle spiegeln dabei die aktuellen Treibhausgaskonzentrationen wider, während andere vorindustrielle Werte verwenden. Die Gruppe wird auch ermitteln, ob der Klimawandel die Feuer fördernden Wetterlagen während dieser Periode intensiviert hat.

Perkins-Kirkpatrick ist zuversichtlich, dass die Studie den Einfluss des Klimawandels auf die extremen Temperaturen präzise aufzeigen wird. Die Auswirkungen auf Trockenheit, Feuchtigkeit und Winde sind dagegen viel schwieriger zu beurteilen. Darum sei es wichtig, aufzuschlüsseln, inwieweit die globale Erwärmung sowohl den FWI als auch die einzelnen Komponenten beeinflusst habe, so Otto.

Das Team hat vor, seine Ergebnisse so schnell wie möglich in einem Journal zu veröffentlichen, das eingereichte Arbeiten sofort und offen zur Begutachtung freigibt. Wahrscheinlich wird das in den nächsten Wochen geschehen. »Für ein Ereignis wie dieses, bei dem viele Menschen unterschiedliche Meinungen über die Rolle des Klimawandels haben, ist es wichtig, die Vorgänge in der Wissenschaft so transparent wie möglich zu machen«, sagt Otto.

Wenig ist so komplex wie Feuer

Die Studie könnte auch Ansatzpunkte für künftige Arbeiten liefern, denn am Einfluss des Klimas auf Feuer wurde bislang wenig geforscht. Zwar haben bereits Hunderte von Attributionsstudien gezeigt, dass der Klimawandel das Risiko für Hitzewellen erhöht hat – darunter jene, die im vergangenen Jahr in Europa Rekorde brach. Aber nur ein kleiner Bruchteil dieser Studien hat sich mit extremen Bränden befasst. Das liege zum Teil daran, dass Brände viel komplexer sind als Hitzewellen oder Dürren, sagt Brown.

Ein Bericht über große Brände in der kanadischen Provinz British Columbia im Jahr 2017 kam zu dem Ergebnis, dass der Klimawandel extreme Brandwetterlagen zwei- bis viermal wahrscheinlicher machte und die verbrannte Fläche mindestens um das Siebenfache vergrößerte. Mehrere Studien haben zudem die Faktoren untersucht, die seit den 1970er Jahren zu einer Verfünffachung der verbrannten Fläche in Kalifornien und zu einer Verdoppelung der verbrannten Fläche im Westen der USA seit Mitte der 1980er Jahre geführt haben. Beide Studien ergaben, dass dieser Trend wahrscheinlich auf Blätter, Zweige, Äste und andere Brennstoffe zurückzuführen ist, die im Zuge der globalen Erwärmung stärker austrocknen.

Die meisten Studien zum Thema Brandursachen konzentrieren sich auf relativ einfache Fragen, zum Beispiel wie viel der Klimawandel zu dem Ereignis beigetragen oder es verschlimmert hat. Brown, dessen Team sich auf die Untersuchung von Bränden spezialisiert hat, möchte tiefer gehen und untersuchen, wie der Klimawandel das genaue Verhalten der Feuer verändert. Er und seine Kollegen interessieren sich besonders für die nächtliche Erwärmung.

Dieser Faktor könnte seiner Meinung nach einen Zusammenhang zwischen der globalen Erwärmung und der Gefahr von Buschfeuern herstellen. Wenn die Temperaturen nachts stark absinken, steigt die Luftfeuchtigkeit an. Das kann Feuerwehrleuten helfen, die Flammen zu unterdrücken. Bleiben die Temperaturen nachts hoch, haben die Nothelfer weniger Erfolg bei der Brandbekämpfung, sagt er. Die nächtlichen Temperaturen sind in vielen Teilen der Erde gestiegen. Brown untersucht, ob dies das Risiko von Bränden erhöht.

Die Wissenschaftler wollen auch herausfinden, ob die Brände heftiger werden. Das Brennmaterial wird trockener, dadurch werden die Brände heißer. Die Wahrscheinlichkeit steigt, dass ein Brand sein eigenes Wettersystem entwickelt, Blitze entfacht und noch kilometerweit von der Feuerfront entfernt glühende Asche regnen lässt.

Der Rauch solcher Herde kann so stark sein, dass er den Himmel unheimlich rot färbt oder alles in Dunkelheit taucht. Der Dunst zieht Hunderte von Kilometern weiter und ist sogar aus dem Weltraum sichtbar. Lewis sorgt sich, dass die gesundheitlichen Folgen bei den Millionen von Australiern, die monatelang im dicken Rauch verbracht haben, nicht genügend Aufmerksamkeit bekommen. Abgesehen von möglichen Schäden an der Lunge können die Feuer auch psychologische Auswirkungen haben.

Der Rauch mache einen gestresst, ängstlich und nervös, sagt Lewis. Besonders, wenn man wochenlang in seinem Haus festsitzt. »Alles riecht nach Rauch«, sagt sie. Lewis und ihre Familie blieben fast zwei Wochen lang in Tasmanien. Zurück in Canberra, bemerkt sie, welche Auswirkungen dieser Sommer auf ihr Kleinkind hat. Es fragte, wohin die rote Sonne verschwunden sei und was mit all den Vogelschnäbeln geschehen ist.