Fire Science Klimaschutz: Waldbrände wirksam bekämpfen

Waldbrände sind eine Gefahr für das Klima: Sie setzen enorme Mengen CO₂ frei und zerstören die natürliche Schutzwirkung von Wäldern gegen die Erderwärmung.

Waldbrände haben weltweit in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen. Allein 2021 wüteten verheerende Feuer im Mittelmeerraum, in den USA, Kanada und in Sibirien und vernichteten viele Millionen Hektar Wald. Sogar am Polarkreis hat es gebrannt. In Deutschland ist besonders Brandenburg von der Zunahme der Brände betroffen. Wissenschaftler*innen gehen davon aus, dass mit dem Klimawandel das Risiko solcher Umweltkatastrophen drastisch steigen wird. Denn auch Hitzeperioden und Trockenheit nehmen mit der fortschreitenden Erderwärmung zu – ideale Katalysatoren für die Brände.

Sie bedrohen nicht nur das Leben vieler Menschen und setzen dabei enorme Mengen an Kohlendioxid und klimaschädlichen Substanzen wie Methan und Ruß frei. Nach einer Schätzung des europäischen Atmosphärenüberwachungsdienstes Copernikus emittierten die Brände 2021 so viel CO₂ wie niemals zuvor. Zugleich vernichten die Feuer große Waldflächen, die für die Verlangsamung des Klimawandels wichtig wären. "Wälder binden in hohem Maße CO₂ und tragen durch ihr Binnenklima zur Abkühlung bei", erklärt Anja Hofmann-Böllinghaus. "Umso entscheidender ist es, Brände möglichst früh zu erkennen, sie zu begrenzen und möglichst durch präventive Maßnahmen ganz zu verhindern."

Virtual Reality und Drohnen zur Früherkennung

Die Brandingenieurin ist an einem europäischen Großprojekt beteiligt, zu dem sich 46 Institutionen zusammengeschlossen haben. Ziel des Vorhabens, das vom EU-Programm Horizon 2020 mit fast 23 Millionen Euro gefördert wird, ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Brandmanagementsystems.

Dabei soll modernste Technik zum Einsatz kommen: Virtual Reality bei der Ausbildung von Einsatzkräften, Drohnen für die Überwachung von Wäldern in Echtzeit sowie ein integriertes Risikobewertungssystem vor Ort, mit dem sich Brände wirkungsvoll bekämpfen oder möglichst ganz verhindern lassen. In dieses System sollen Daten der rund 40 Satelliten von Copernikus einfließen, die die Europäische Weltraumorganisation ESA dem Projekt zur Verfügung stellen wird. Implementiert wird das Brandmanagementsystem zunächst in acht der beteiligten Länder. In Deutschland findet der Testlauf unter Leitung der BAM statt, die langjährige Erfahrung in der experimentellen Untersuchung von Bränden und ihrer Ausbreitung hat.

Waldboden beeinflusst die Brandausbreitung

„Wir werden Bodenproben aus Brandenburg und Sachsen-Anhalt, Regionen, die in Deutschland in den letzten Jahren besonders von Waldbränden betroffen waren, auf ihre Rolle bei der Brandausbreitung untersuchen“, erklärt Hofmann-Böllinghaus. „Bekannt ist bereits, dass Feuchtigkeit und der Anteil des organischen Materials wichtige Einflussfaktoren sind. Nun wollen wir Parameter wie Dichte, pH-Wert und den speziellen Aufbau des organischen Materials im Waldboden näher untersuchen. Die Erkenntnisse sind fundamental, um zu verstehen, wie sich Waldbrände ausbreiten, aber auch um die Wirksamkeit von Löschmaßnahmen und die Wahl geeigneter Löschmittel beurteilen zu können.“

Zusätzlich werden die Forscher*innen Simulationen einsetzen und mittels künstlicher Intelligenz und maschinellen Lernens Modelle zur Vorhersage der Ausbreitung von Bränden entwickeln. „Wir wollen allen, die an der Prävention von Waldbränden beteiligt sind, aber auch Einsatzkräften der Feuerwehr oder dem Katastrophenschutz mit dem Brandmanagementsystem Wissen und wirkungsvolle Hilfsmittel an die Hand geben“, so Anja Hofmann-Böllinghaus. „Mit unserer Arbeit hoffen wir, die Auswirkungen von Waldbränden auf den Klimawandel zu begrenzen und zugleich die Schutzfunktion von Wäldern als CO₂-Speicher zu stärken.“