Der Anstieg der Biomasseverbrennung in Südostasien wird von Char-Schwarz-Kohlenstoff dominiert

Warum Rauch von Bränden für unser Klima wichtig ist

Jede Trockenzeit liegt ein riesiges Gebiet Südostasiens unter einer Rauchschicht von Ernterückständen und Waldbränden. Dieser Dunst enthält winzige, rußartige Partikel, die die Luft erwärmen und die menschliche Gesundheit beeinträchtigen. Klimamodelle tun sich jedoch seit langem schwer damit, die tatsächliche Menge dieses „Schwarzrußes“ in der Luft und seine Stärke bei der Lichtabsorption korrekt wiederzugeben. Diese Studie enthüllt ein fehlendes Puzzlestück: Der größte Teil des Anstiegs an Schwarzruß aus regionalen Bränden stammt nicht vom klassischen Ruß (soot), sondern von einer weniger untersuchten Form namens Char, die sich in der Atmosphäre sehr unterschiedlich verhält.

Zwei Arten von Schwarzruß im Brandrauch

Schwarzruß wird in Klimamodellen oft als einheitliche Substanz behandelt, tatsächlich ist Rauch jedoch komplexer. Beim Verbrennen von Pflanzenmaterial oder Brennstoff entstehen zwei Haupttypen schwarzer Partikel. Char bildet sich früh im Brandverlauf als feste Rückstände, die entstehen, wenn organisches Material erhitzt, aber nicht vollständig verbrannt wird. Soot entsteht später in der heißeren Flamme als winzige kettenartige Kohlenstoffpartikel. Char ist tendenziell sphärischer und absorbiert Licht pro Masse weniger stark, während Soot stärker lichtabsorbierend ist. Mithilfe spezieller thermisch-optischer Messungen konnten die Forschenden diese beiden Komponenten in Rauchproben unterscheiden, die an einem städtischen Standort und in einem ländlichen Dorf in Nordthailand gesammelt wurden.

Brände in Südostasien verstärken überwiegend Char

Das Team überwachte Feinstaubbelastung sowohl während der intensiven Brandperiode (Februar–April) als auch während der ruhigeren Regenzeit (Juni–September). Sie stellten fest, dass mit dem Anstieg der Feuer die Konzentrationen von Char um mehr als das Fünffache zunahmen, während Soot sich nur geringfügig veränderte. In der Hochbrandperiode dominierte Char eindeutig die Mischung des Schwarzrußes, besonders am ländlichen Standort nahe Feld- und Waldbränden. Die Verhältnisse von Char zu Soot waren in den rauchigen Monaten deutlich höher als in der Regenzeit, was auf offenes Abbrennen als Hauptquelle hinweist. Wohnungsheizungen und Fahrzeugabgase dagegen lieferten ein ausgewogeneres Verhältnis von Char und Soot. Dieser saisonale Wechsel zeigt, dass sich mit zunehmender Brandaktivität die Art des in der Luft befindlichen Schwarzrußes stark in Richtung Char verschiebt.

Char ist schwächer im Absorbieren, doch Modelle verwechseln es mit Soot

Um zu verstehen, wie viel Sonnenlicht diese Partikel absorbieren, kombinierten die Autorinnen und Autoren ihre Feldmessungen mit Radiokohlenstoffanalysen, die fossile Emissionen von Biomasseverbrennung unterscheiden. Anschließend nutzten sie ein statistisches Modell, um die Lichtabsorptionsstärke von Char und Soot aus verschiedenen Quellen zuzuordnen. Ein klares Muster zeigte sich: Char aus Biomasseverbrennung absorbiert pro Masse deutlich weniger Licht als Char aus fossilen Brennstoffen und weniger als Soot aus jeder Quelle. Die meisten Klimamodelle gehen jedoch davon aus, dass sich aller Schwarzruß in seiner Lichtabsorption wie Soot verhält. Das bedeutet, Modelle übersehen nicht nur einen großen Anteil an char-reichen Emissionen aus Bränden, sie statten dieses fehlende Char auch mit soot-ähnlichen optischen Eigenschaften aus und überschätzen damit seine Erwärmungswirkung.

Wie das fehlende Char Klimaschätzungen verzerrt

Die Forschenden fütterten als Nächstes ihre feldbasierten Char- und Soot-Daten in ein modernes Atmosphärenmodell. Im Vergleich zwischen Standardmodell-Ausgaben und ihren Messungen stimmte der fossile Schwarzruß gut überein, doch Schwarzruß aus Biomasseverbrennung wurde stark unterschätzt—etwa um das Dreifache während der rauchigen Saison und bis zum Zehnfachen in der Regenzeit. Eine Korrektur nur der Gesamtmasse an Schwarzruß verdoppelte grob geschätzt den berechneten direkten Erwärmungseffekt über dem Festland Südostasiens. Wenn jedoch zusätzlich die Lichtabsorptionsstärke angepasst wurde, um die geringere Absorption von Char zu berücksichtigen, sank die berechnete Erwärmung wieder etwas. Das zeigt, dass eine bloße Erhöhung der Schwarzrußemissionen ohne Anpassung ihres optischen Verhaltens einen neuen Fehler in die entgegengesetzte Richtung erzeugen kann.

Was das für eine sich erwärmende Welt mit mehr Bränden bedeutet

Über Südostasien hinaus sammelten die Autorinnen und Autoren Daten aus vielen Regionen und fanden ein breiteres Muster: Wenn Biomasseverbrennung intensiver wird und Char einen größeren Anteil am Schwarzruß ausmacht, nimmt die durchschnittliche Lichtabsorptions-Effizienz des Schwarzrußes tendenziell ab. Anders ausgedrückt: Mehr Feuer kann zu mehr Schwarzrußpartikeln in der Luft führen, doch diese Partikel absorbieren im Durchschnitt möglicherweise weniger stark Sonnenlicht, weil Char dominiert. Das hebt ihre Erwärmungswirkung nicht auf, mildert sie aber und verkompliziert Vorhersagen. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Wissenschaftlerinnen, Modellierende und Politikberatung Char und Soot getrennt erfassen, char-reiche Emissionen in Emissionsinventare aufnehmen und jedem Subtyp realistische optische Eigenschaften zuweisen müssen. Nur dann können Abschätzungen brandbedingter Erwärmung mit einer Zukunft Schritt halten, in der große Waldbrände und gezielte Brandrodungen voraussichtlich häufiger werden.

Zitation: Song, W., Zhang, Y., Gao, M. et al. Biomass burning increase in Southeast Asia is dominated by char black carbon. Commun Earth Environ 7, 359 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03431-0

Schlüsselwörter: Schwarzruß, Biomasseverbrennung, Südostasien, klimatische Antriebskraft, Aerosolpartikel