Amazonas-Waldbrände erzeugen schädliches Ozon – Regenwald nimmt deutlich weniger CO₂ auf

Wenn im Amazonas Wald brennt, gelangt nicht nur Kohlenstoff direkt in die Atmosphäre. Die Feuer stoßen zugleich Schadstoffe aus, aus denen sich bei Sonnenlicht bodennahes Ozon bildet. Dieses Gas greift die Blätter noch stehender Bäume an und bremst ihre Kohlenstoffaufnahme. Für die Kombination aus Amazonas-Waldbränden und Ozon ergibt eine neue Modellanalyse einen erheblichen zusätzlichen Effekt: Die verlorene Kohlenstoffaufnahme entspricht einer Größenordnung von rund 24 Prozent der direkten Kohlenstoffemissionen der Feuer.

Wissenschaftler der University of Exeter, der ETH Zürich und der James Cook University untersuchten dafür die Jahre 1997 bis 2024. Ihre Ergebnisse erschienen im Fachjournal Communications Earth & Environment. Die Berechnungen verbinden beobachtete Wetter- und Feuerdaten mit Modellen zur Vegetation und Atmosphärenchemie. Je nach angenommener Empfindlichkeit tropischer Bäume liegt der zusätzliche Effekt zwischen 18 und 35 Prozent. Die Autoren bezeichnen diesen Wert ausdrücklich als Größenordnungsschätzung.

Amazonas-Waldbrände treiben Ozon nach oben

Bodennahes Ozon entsteht nicht direkt im Feuer. Es bildet sich erst danach aus Schadstoffen, die bei den Bränden in die Luft gelangen. Sonnenlicht treibt diese chemischen Reaktionen zusätzlich an.

Das Ozon kann anschließend über winzige Öffnungen in die Blätter eindringen. Diese sogenannten Spaltöffnungen (Stomata) regulieren normalerweise den Austausch von Wasser und Gasen. Gelangt zu viel Ozon hinein, werden wichtige Abläufe in den Blättern gestört. Der Baum kann dadurch weniger Kohlendioxid aufnehmen.

Waldbrände setzen Stickoxide und andere Schadstoffe frei.
Unter Sonnenlicht kann daraus bodennahes Ozon entstehen.
Das Ozon dringt über kleine Öffnungen in die Blätter ein.
Dort schädigt es die Pflanzen und bremst ihre CO₂-Aufnahme.

Über den gesamten Untersuchungszeitraum von 1997 bis 2024 gingen Jahre mit besonders hoher Feueraktivität meist auch mit höheren berechneten Ozonwerten einher. Besonders deutlich zeigte sich das zuletzt im Jahr 2024, als sowohl die Feueraktivität als auch die modellierten Ozonkonzentrationen die höchsten Werte des untersuchten Zeitraums erreichten .

„Waldbrände setzen nicht einfach nur CO₂ frei, wenn sie brennen“, sagt Hauptautorin Flossie Brown. „Sie tragen auch zum Anstieg des bodennahen Ozons bei. Dieser Schadstoff schädigt die Blätter überlebender Bäume und verringert ihre weitere Kohlenstoffaufnahme.“

Trockenheit schützt Blätter teilweise vor Ozon

Dabei führt mehr Ozon nicht automatisch zu entsprechend größeren Schäden. Bei starker Trockenheit schließen Pflanzen ihre Spaltöffnungen, um Wasserverluste zu begrenzen. Dadurch dringt zugleich weniger Ozon in die Blätter ein. Dieser Mechanismus hat die Ozonbelastung der Vegetation während der vergangenen Jahrzehnte teilweise abgeschwächt. Steigende CO₂-Konzentrationen tragen ebenfalls dazu bei, dass sich die Spaltöffnungen weniger weit öffnen.

Dieser Schutz durch geschlossene Spaltöffnungen reicht bei besonders starken Bränden jedoch nicht immer aus. 2024 war der berechnete Ozonschaden zwar geringer als im extremen El-Niño-Jahr 1998, zugleich endete damit aber eine rund zehnjährige Phase, in der die Schäden tendenziell zurückgegangen waren. Wie stark der Effekt von Jahr zu Jahr schwankt, zeigen die Berechnungen: Zwischen dem Jahr mit dem geringsten und dem mit dem höchsten Ozon-bedingten Kohlenstoffverlust lagen insgesamt 129 Millionen Tonnen Kohlenstoff.

Im südlichen Amazonas verschärft Ozon die Dürre

Besonders stark wirkt sich das Ozon im südlichen Amazonas aus. In der Trockenzeit von Juli bis Oktober nehmen dort Brände und Ozonbelastung häufig zu. Nach den Modellrechnungen führte das dazu, dass die Vegetation jeden Monat zusätzlich rund 10 bis 30 Millionen Tonnen weniger Kohlenstoff aufnehmen konnte als in Jahren ohne ausgeprägte Dürre.

Wie groß dieser zusätzliche Schaden sein kann, zeigt sich besonders im August. Im Durchschnitt war der durch Ozon verursachte Rückgang der Pflanzenleistung etwa halb so groß wie der Schaden durch die Trockenheit selbst. In manchen Jahren belastete das Ozon die Vegetation sogar stärker als der Wassermangel.

Besonders betroffen ist der Süden und Südosten des Amazonas, wo viele Waldflächen gerodet werden. Feuer auf landwirtschaftlichen Flächen und Rodungsbrände können dort auf angrenzende Wälder übergreifen und die Ozonbelastung zusätzlich erhöhen.

Feuer schwächen auch den verbliebenen Wald

Fast alle Feuer im Amazonas gehen auf menschliche Aktivitäten zurück. Dadurch entsteht eine zusätzliche Belastung neben den direkten Kohlenstoffemissionen. „Der zusätzliche Ozonschaden, den wir beschreiben, ist daher größtenteils vermeidbar“, sagt Stephen Sitch von der University of Exeter. Weniger Entwaldung und Waldschädigung würden demnach sowohl die unmittelbaren Feueremissionen als auch die daraus entstehende Ozonbelastung verringern.

Für die genaue Höhe des Effekts bleiben allerdings Unsicherheiten. Langjährige Messreihen zu bodennahem Ozon fehlen für große Teile des Amazonas. Besonders für die Dürre 2023/24 stehen nur wenige unabhängige Messungen zur Verfügung.

Auch die Ozonaufnahme über die Spaltöffnungen muss modelliert werden. Dennoch weisen mehrere Modellvergleiche auf denselben Zusammenhang hin: Mehr Feuer erhöht im Amazonas die Ozonbelastung. Und damit verlieren die Flächen, die nicht verbrennen, einen Teil ihrer Fähigkeit, Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufzunehmen.

Kurz zusammengefasst:

Amazonas-Waldbrände setzen nicht nur direkt CO₂ frei: Aus ihren Schadstoffen entsteht bodennahes Ozon, das Blätter schädigt und die weitere CO₂-Aufnahme des Waldes bremst.
Modellrechnungen für 1997 bis 2024 ergeben, dass dieser zusätzliche Kohlenstoffverlust etwa 24 Prozent der direkten Feueremissionen entspricht; die Autoren nennen einen Unsicherheitsbereich von 18 bis 35 Prozent.
Besonders im südlichen Amazonas verschärft Ozon während Dürre- und Feuersaisons den Produktivitätsverlust des Waldes, wobei die genaue Stärke des Effekts wegen begrenzter Langzeitmessungen nur modelliert werden kann.

Übrigens: Schon während des El Niño 2023/24 veränderte der Amazonas seine Luftchemie deutlich und stieß 122 Prozent mehr bestimmter pflanzlicher Stressstoffe aus. Wie lange diese Veränderungen nach einer extremen Dürre anhalten können, mehr dazu in unserem Artikel.