Die Vereinigten Staaten haben jahrzehntelang stetige Fortschritte bei der Reduzierung der bodennahen Ozonbelastung, dem Hauptbestandteil von Smog, erzielt. Doch diese Fortschritte, die durch sauberere Fahrzeuge, Industrie und Energiequellen erreicht wurden, werden zunehmend von einer anderen, wachsenden Quelle der Ozonbelastung überschattet: Waldbränden.
Unser Team aus Atmosphären- und Waldbrandwissenschaftlern analysierte den Beitrag von Waldbränden zum bodennahen Ozon in den Vereinigten Staaten von 2003 bis 2024.
Wir stellten fest, dass die Gase im Rauch von Waldbränden den nationalen Ozon-Trend veränderten und einen Umschwung von sinkenden Ozonwerten vor 2015 zu steigenden Ozonwerten nach 2015 verursachten. Wir stellten außerdem fest, dass die Zahl der vorzeitigen, durch Waldbrände verursachten Todesfälle seitdem um etwa 300 Todesfälle pro Jahr gestiegen ist.
Kampf gegen Smog
Die meisten Menschen kennen die Ozonschicht als die schützende Schicht der Atmosphäre hoch über der Erde, die den Planeten vor schädlicher ultravioletter Strahlung bewahrt. Doch die Ozonschicht hat zwei ganz unterschiedliche Seiten.
In der oberen Atmosphäre ist Ozon nützlich. In Bodennähe ist es jedoch ein schädlicher Luftschadstoff, der die Lunge reizen und Atemwegserkrankungen verschlimmern kann.
In den 1940er und 1950er Jahren machte Los Angeles das Ozonproblem landesweit sichtbar, als dichter, stechender Smog die Stadt regelmäßig einhüllte. Dadurch verwandelte sich ein unsichtbares chemisches Problem in eine spürbare Gesundheitskrise. Diese Krise gab den Anstoß für jahrzehntelange Bemühungen zur Bekämpfung der Luftverschmutzung in Kalifornien und später in den gesamten Vereinigten Staaten.
Seit dem Erlass des Clean Air Act und seiner Änderungen in den 1970er Jahren haben die Vereinigten Staaten stetige Fortschritte im Kampf gegen bodennahes Ozon erzielt. Vorschriften für Fahrzeuge, Kraftwerke und Industrieanlagen haben die Emissionen von Stickoxiden und anderen ozonbildenden Substanzen reduziert.
Zur Überwachung der Situation betreibt die US-Umweltschutzbehörde (EPA) landesweit über 1.000 Ozonmessstationen. Diese Stationen decken ein breites Spektrum an Standorten ab, hauptsächlich jedoch städtische Gebiete, und messen das bodennahe Ozon nicht auf Blockebene.
Wir schlossen diese Lücken, indem wir Messungen von Messstationen mit satellitengestützten Daten zur Luftverschmutzung und menschlichen Aktivität sowie mit Wetter- und Luftqualitätsmodellen kombinierten. Anschließend nutzten wir künstliche Intelligenz, um die täglichen bodennahen Ozonwerte über den kontinentalen Vereinigten Staaten anhand von Daten aus jedem Quadratkilometer der letzten 22 Jahre zu schätzen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die nationalen Fortschritte bei der Reduzierung der bodennahen Ozonwerte um das Jahr 2015 stagnierten, als Nordamerika vermehrt von intensiven Waldbränden heimgesucht wurde. In vielen Regionen steigen die Ozonwerte nun wieder an, insbesondere im Westen der USA und im Mittleren Westen, wo Waldbrandrauch und -gase immer häufiger in die Luft gelangen.
Insgesamt sind die bodennahen Ozonwerte, die zwischen 2003 und 2015 jährlich um etwa 0,65 ppb gesunken waren, seither um etwa 0,13 ppb pro Jahr angestiegen. Wir stellten fest, dass der Abwärtstrend der bodennahen Ozonwerte ohne die Auswirkungen der Waldbrände angehalten hätte.
Seit 2015 haben die bodennahen Ozonkonzentrationen vor allem in Gebieten mit verstärkter Waldbrandrauchbelastung deutlich zugenommen. Minnesota, Wisconsin und andere Teile des Mittleren Westens waren mehrere Jahre in Folge von starker Waldbrandrauchbelastung durch Emissionen aus Kanada betroffen. Die Karte basiert auf nationalen Luftqualitätsstandards. (Weizhi Deng et al., 2026)
Man denkt bei Waldbränden oft an ein Problem im Westen der Vereinigten Staaten, aber der Rauch und die Schadstoffe aus ihren Emissionen können Tausende von Kilometern weit transportiert werden und auch Gemeinden betreffen, die weit von den Bränden selbst entfernt sind.
Die Waldbrände in Kanada im Jahr 2023 waren ein Paradebeispiel. In weiten Teilen des Mittleren Westens überschritten die Ozonkonzentrationen über eine Woche lang die zulässigen Grenzwerte. Der Rauch der Waldbrände breitete sich sogar bis nach Georgia und New York aus. In diesem Jahr lebten aufgrund der erhöhten Emissionen durch die Waldbrände 43 Millionen mehr Amerikaner in Gebieten mit Ozonkonzentrationen über den gesundheitsschädlichen Grenzwerten als in den Jahren zuvor.
Rauch der kanadischen Waldbrände von 2023 erreichte weite Teile der USA, wie bodennahe Ozonmessungen über drei Wochen im Sommer jenes Jahres belegen. Weizhi Deng, CC BY-ND
Mit der Erwärmung der Erde und ihrer Atmosphäre werden die Waldbrandsaisons in vielen Teilen Nordamerikas länger und intensiver – ein Trend, der sich voraussichtlich fortsetzen wird. Kanada wird voraussichtlich in den Jahren 2023 und 2025 die verheerendsten Waldbrandsaisons seit Beginn der Aufzeichnungen erleben. Im Januar 2025 zerstörten verheerende Brände mehr als 16.000 Häuser und Geschäfte in und um Los Angeles – zu einer Jahreszeit, in der solche Ereignisse historisch gesehen selten waren.
Die Zunahme von Bränden deutet darauf hin, dass sich das wachsende Problem der Ozonbelastung in Zukunft verschärfen könnte. Dies stellt ein Gesundheitsrisiko dar.
Reduzierung der Ozonbelastung und der damit verbundenen Gesundheitsrisiken.
Die Belastung durch Ozon kann durch das Prüfen von Luftqualitätsvorhersagen und das Einschränken von Aktivitäten im Freien bei Waldbränden, die Rauch in die Atmosphäre freisetzen, reduziert werden. Um die öffentliche Gesundheit langfristig zu schützen, sind jedoch umfassendere Maßnahmen zur Reduzierung des bodennahen Ozons erforderlich.
Dies umfasst Maßnahmen zur Verringerung des Brandrisikos durch verbesserte Waldbrandbekämpfungspraktiken, wie die Reduzierung von Buschwerk und anderem trockenen Unterholz, das Brände anfachen kann, sowie die Verringerung von Faktoren, die die globalen Temperaturen erhöhen, wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Mit steigenden Temperaturen nimmt die Bodenfeuchtigkeit ab, wodurch Bedingungen geschaffen werden, die extremere Brände begünstigen.
Zum Schutz der öffentlichen Gesundheit gehört auch die Stärkung der Luftqualitätsvorhersagesysteme, um genaue Frühwarnungen zu ermöglichen, damit die Bevölkerung Vorsichtsmaßnahmen treffen kann. Ebenso wichtig ist die Aufrechterhaltung der Luftverschmutzungsüberwachungsnetze und die Investition in Satellitensensoren, um die Fortschritte kontinuierlich zu messen, damit Probleme erkannt und angegangen werden können.
Dieser Artikel wurde mit freundlicher Genehmigung von The Conversation, einer gemeinnützigen, unabhängigen Nachrichtenorganisation, erneut veröffentlicht. The Conversation bietet Fakten und verlässliche Analysen, um Ihnen zu helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Von Weizhi Deng., Universität von Iowa ; Jun Wang, Universität von Iowa ; und Meng Zhou, Universität von Maryland, Baltimore County.
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Jun Wang erhält Fördermittel aus dem NASA Terra, Aqua und Suomi National Polar-orbiting Partnership Programm, dem NASA Modellierungs- und Analyseprogramm, dem NASA Gesundheits- und Luftqualitätsprogramm, dem NSF Established Program to Stimulate Competitive Research und dem NOAA Strahlungsbudgetprogramm.
Meng Zhou und Weizhi Deng arbeiten nicht für Unternehmen oder Organisationen, die von diesem Artikel profitieren könnten, beraten diese nicht, besitzen keine Anteile an ihnen und erhalten keine finanzielle Unterstützung von ihnen. Sie haben auch keine relevanten Verbindungen offengelegt, die über ihre akademische Position hinausgehen.