Kronenbrand bzw. Kronenfeuer: Ursachen und Auswirkungen

Was ist ein Kronenbrand

Waldbrände werden in 4 Hauptkategorien unterteilt:

• Bodenfeuer oder Lauffeuer
• Stammfeuer
• Kronenfeuer oder Kronenbrand
• Vollfeuer

Neben dem Vollfeuer, auch Totalfeuer genannt, ist ein Kronenbrand die gefährlichste Art des Waldbrands. Er wird so genannt, weil bei dieser Art des Waldbrands die Baumkronen in Flammen stehen und das Feuer von einem Baum zum anderen springen kann. Vorausgesetzt, der Baumbestand ist ausreichend dicht, es hat lange nicht geregnet und am Boden ist genügend brennbares Material vorhanden, kann ein Kronenbrand in kurzer Zeit einen kompletten Wald verbreiten.

Was sind die Eigenschaften eines Kronenbrandes

Ein Kronenfeuer entsteht niemals von allein, sondern ist immer das Resultat eines Bodenfeuers. Das Bodenfeuer wird oft durch einen scheinbar belanglosen Anlass entzündet. Es breitet sich immer weiter aus, bis die Flammen tief hängende Zweige der Bäume erfassen. Manchmal wird auch ein abgestorbener Baum oder ein großer Reisighaufen durch ein Bodenfeuer erfasst. Die hoch auflodernden Flammen erfassen die Baumwipfel und breiten sich als Kronenfeuer aus.

Wenn die Bäume dicht zusammenstehen, kann die Feuerfront eines Kronenbrandes sich mit einer Geschwindigkeit bis zu 7 Stundenkilometer vorwärts bewegen. Die Geschwindigkeit kann sich sogar noch steigern, wenn ein kräftiger Wind weht.

Kronenbrände sind ein beängstigendes Naturschauspiel. Die Flammen können bis zu 50 Meter hoch werden. Der Brand verursacht ein ohrenbetäubendes Rauschen, fast wie das Donnern eines Wasserfalls. Manchmal kann es sogar passieren, dass Vögel brennend vom Himmel fallen. Ein starker Wind weht und treibt Funken und Glutnester vor sich her. Diese Erscheinung wird Flugfeuer genannt. Das Flugfeuer eilt dem Kronenbrand voraus. Wenn die Funken zur Erde fallen, entfachen sie neue Bodenfeuer, die ihrerseits zu neuen Kronenfeuern anwachsen.

Welche Wälder sind besonders gefährdet

Hier in Deutschland sind es die Kiefernwälder im Norden des Landes. Dafür gibt es mehrere Gründe. Kiefern wachsen meistens auf sandigem Boden. Derartige Böden neigen zum Austrocknen. Auch die Vegetation hat im Sommer nicht viel Feuchtigkeit gespeichert. Das Holz der Kiefer enthält viel Harz und die Nadeln ätherische Öle. Diese Substanzen sind ausgezeichnete Brennstoffe. Die Situation wird im wahrsten Sinne des Wortes noch brenzliger durch die dicke Schicht abgestorbener Nadeln, die den Boden bedecken. Kommen eine Hitzewelle mit einer Dürre und Wind zusammen, gleicht so ein Kiefernwald einem Ölfass. Ein kleiner Funke kann einen Großbrand auslösen.

Übrigens sind Fichtenwälder nicht viel besser dran. Auch in ihnen herrscht eine hohe Brandgefahr.
Die Auswirkungen der Erderwärmung verschlimmern die Situation noch. Sie führen dazu, dass sich Schädlinge wie der Buchdrucker oder die Nonne stark vermehren und ganze Wälder kahlfressen. Anstatt lebender Bäume stehen oder liegen dann vollkommen ausgedörrte Stücke Totholz herum, die praktisch nichts anderes als Brennholz sind.

In Laubwäldern sind dagegen Kronenbrände sehr selten. Die Vielzahl der grünen Blätter produzieren nicht nur mehr Sauerstoff und reinigen die Luft viel besser als Nadelbäume, sie sind auch während langer Trockenperioden immer noch so feucht, dass ein Brand unwahrscheinlich ist. Das dichte Blätterdach schützt auch das Laub auf dem Boden vor dem Austrocknen. Nur knapp unter der Oberfläche ist das Laub sogar noch im Hochsommer feucht.
Unter solchen Umständen haben es Bodenfeuer schwer, sich auszubreiten oder gar zu Kronenbränden zu werden. Selbstverständlich kommt es auch in Laubwäldern gelegentlich zu Bränden. Sie sind jedoch fast immer klein und auf einen oder wenige Bäume beschränkt.

Was führte zu den Kronenbränden in Kalifornien

Gemeint ist der Sommer des Jahres 2020. Zu jener Zeit tobten im US-Bundesstaat nahezu 10.000 Waldbrände. Die Megafeuer begannen im Sommer und tobten bis weit in den November hinein. In den Bränden verloren 31 Menschen ihr Leben. Mehrere Male mussten ganze Siedlungen evakuiert werden. In einer Aktion waren 140.000 Menschen gleichzeitig auf der Flucht vor dem Feuer, im Oktober dann noch einmal ca. 90.000. Gegen Ende September 2020 tobten in Kalifornien gleichzeitig 5 der größten jemals in Kalifornien erlebten Waldbrände. Das größte Megafeuer war der so genannte „August Complex“, dass den Namen erhielt, weil es im August startete. Durch das Feuer wurden 4.000 Quadratkilometer Wald vernichtet.

Die Waldbrände wurden durch eine Kombination widriger Umstände zu so extremer Größe angefacht. Ihnen ging eine lang anhaltende Hitzewelle voraus, die mit großer Trockenheit gekoppelt war. Bereits das Frühjahr war außergewöhnlich warm und trocken. Der Trend setzte sich im Sommer fort. Im weltberühmten Death Valley wurde ein neuer Hitzerekord von +54,5°C registriert. Die Situation verschlimmerte sich, als sich zu Hitze und Trockenheit starke Winde gesellten.

Die ersten Brände brachen aus, nachdem in Kalifornien in nur 3 Tagen Trockengewitter zu mehr als 11.000 Blitzeinschlägen führten. Die Intensität der Feuersbrünste wurde durch den Umstand begünstigt, dass wegen der großen Dürre, die von 2011 – 2017 dauerte, unzählige Bäume abgestorben waren und als Brennmaterial zur Verfügung standen.

Durch die extremen Bedingungen vergrößerte sich zum Beispiel ein Feuer in nur einer Nacht um 920 Quadratkilometer. Die Megabrände erzeugten Feuerwolken, in der Fachsprache Pyrocumulonimbus genannt, deren oberer Teil in eine Höhe von 12 km reichte. Dort beginnt bereits die Stratosphäre. Tobende Feuertornados machten Löschversuche nahezu unmöglich.

Schätzungen zufolge verursachten die Megafeuer einen Schaden von mehr als 10 Milliarden US Dollar. Der materielle Verlust ist jedoch nur ein Aspekt des Schadens. Die 3 am meisten betroffenen Baumarten waren Riesenmammutbäume, Küstenmammutbäume und Josua-Palmlilien. Allein in einem Brand, dem Castle Fire, verbrannten mehr als 10.000 Riesenmammutbäume. Das sind etwa 10 – 14 Prozent der Gesamtpopulation dieser seltenen Bäume.

Warum entstehen durch Kronenbrände Megafeuer mit ihren Begleiterscheinungen

Normalerweise sind Kronenbrände selten. Sie machen nur ungefähr 4 Prozent aller Waldbrände aus. Dass sie selten vorkommen, liegt daran, dass die Baumkronen normalerweise dicht belaubt sind. Die Blätter speichern große Mengen an Feuchtigkeit und sind deshalb schwer brennbar. Es ist zum Beispiel sehr schwer, mit grünem Holz ein Feuer zu entfachen.

Sind die Baumkronen jedoch trocken, ändert sich die Sachlage. Dafür kann es verschiedene Ursachen geben. Die Bäume mitsamt Laub oder Nadeln können vertrocknen, weil es schon lange nicht mehr geregnet hat, sie durch Schädlingsbefall absterben oder durch Stürme oder große Schneemassen beschädigt wurden.

In solchen Fällen verwandelt sich der Wald aus einem lebendigen Ökosystem zu einem riesigen Vorrat an Brennholz, der nur auf eine Zündflamme wartet. In den Baumkronen findet ein Feuer ideale Bedingungen zur Verbreitung. Es gibt genügend Brennmaterial, das locker gepackt ist. Luft und damit Sauerstoff hat von allen Seiten Zugang. Zusätzlich weht im Bereich der Baumkronen oft ein Wind, der das einmal entstandene Feuer mit frischem Sauerstoff versorgt.

Hat ein Kronenbrand erst einmal eine bestimmte Größe erreicht, verstärkt es sich selbst. Die große Hitze, die vom Brand ausgeht, trocknet die Baumwipfel in weitem Umkreis aus, so dass sie leichter Feuer fangen. Der Wind lässt Funken und Glutnester weit umher fliegen, so dass sich der Brand immer weiter und schneller ausbreiten kann. Es gab Fälle, in denen sich die Größe eines Waldbrands in nur einer Nacht verdoppelt hat. Ab einer bestimmte Größe wird die Energie des Feuers so stark, dass es das Wetter in seiner Umgebung beeinflusst. In solchen Fällen sprechen Experten von einem Megafeuer oder Gigafeuer.

Witterungserscheinungen eines Megafeuers

Zu den Witterungserscheinungen, die oft bei Flächenbränden beobachtet werden können, gehören Feuerwolken und Feuerteufel.

Feuerwolken

Mit diesem Begriff werden Wolkenformationen bezeichnet, die durch ein Megafeuer entstehen. Der wissenschaftliche Name für diese Art von Wolke lautet Pyrocumulus und Pyrocumulonimbus. Letztere ist bedeutet größer und kann in ihren Teilen bis in die Stratosphäre reichen. Feuerwolken entstehen, weil durch den Brand Luft erhitzt wird und nach oben steigt. Dabei nimmt sie Feuchtigkeit auf.

Da sich die Luft jedoch beim Aufsteigen abkühlt, kann sie die Feuchtigkeit nicht mehr halten (kalte Luft kann wesentlich weniger Wasserdampf aufnehmen als warme). Der Wasserdampf kondensiert an den reichlich vorhandenen Aschepartikeln und formt Wolken. Am Boden strömt ständig frische Luft nach. Dadurch wird der Brand weiter angefacht. Laden sich die Tröpfchen in der Wolke elektrisch auf, kann es zu starken Gewittern kommen. Fällt dabei kein Regen spricht man von Trockengewittern. Die mit ihnen verbundenen Blitzschläge können weitere Brände entfachen. Ab und zu ist es jedoch auch schon passiert, dass Feuerwolken Regenfälle ausgelöst haben, die den Brand gelöscht haben.

Feuerteufel

Der Name Feuerteufel ist vollkommen berechtigt, denn diese Naturerscheinung ist in der Tat ein unheimlicher Anblick. Über der Brandstätte tanzt eine hell glühende Flammensäule, die erstaunlich stabil sind. Die Größe eines Feuerteufels kann von einem Meter bis zu drei Kilometern reichen. Die Windgeschwindigkeit reicht von 10 m/s bis zu 50 m/s.

Der Prozess der zur Entstehung dieses Phänomens führt, ist ziemlich kompliziert. Im Grunde genommen handelt es sich bei einem Feuerteufel um aufsteigende heiße Brandgase, die durch verschiedene Effekte in eine rotierende Bewegung versetzt werden. Die Gase verhalten sich dabei so ähnlich wie ein Festkörper, so dass Feuerteufel erstaunlich stabil sein können. Da im Inneren des Feuerteufel der Luftdruck niedriger als in der Umgebung ist, strömt ständig frische Luft in den Feuerteufel.

Brennbares Material wird ebenfalls mit eingesaugt. Dadurch unterstützt der Feuerteufel das Feuer. Experimente in Labors, in denen Feuerteufel künstlich erzeugt wurden, ergaben dass sie die Verbrennungsrate um das Zwei- bis Siebenfache verstärkten. Zusätzliche Zerstörungskraft bekommt der Feuerteufel durch die mit ihm verbundenen Winde. Im Extremfall können diese so stark wie bei einem Tornado werden. Durch den Sog werden brennende Gegenstände erfasst. herumgewirbelt und in großer Entfernung wieder zu Boden fallen. Dadurch kann ein Megafeuer selbst breite Brandschneisen überwinden.

Der Feuerteufel steigt so hoch, biss er durch Reibung an der Umgebungsluft seine Rotationsenergie einbüßt oder durch eine stabile Luftschicht gestoppt wird. Verbindet sich ein Feuerteufel mit einer Feuerwolke, spricht man von einem Feuertornado. Diese sind jedoch sehr selten.

Was sind die Ursachen für Kronenbrände

In einer von menschlichen Eingriffen weitestgehend verschonten Natur (beispielsweise im Urwald) sind Kronenbrände sehr selten oder kommen gar nicht vor. Dort passiert es höchsten, dass ein toter Baum vom Blitz getroffen wird und abbrennt, ohne dass sich das Feuer weiter ausbreiten kann. Die Zunahme der Kronenbrände in den letzten Jahren ist ein eindeutiger Hinweis darauf, dass menschliche Aktivitäten dahinter stecken. Sie schaffen Faktoren, die das Auftreten von Kronenbränden begünstigen. Dazu gehören:

• Monokulturen
• Erderwärmung

Monokulturen

Mit dem Begriff Monokultur meint die Forstwirtschaft das Anpflanzen nur einer Baumart auf großen Flächen. In Deutschland ist das vor allem die Kiefer im Norden und die Fichte im Süden. Im ökologischen Sinn sind diese ausgedehnten Baumbestände kein richtiger Wald, sondern lediglich Holzplantagen.

In Monokulturen können nur wenige Tier– und Pflanzenarten leben. Die Bäume sind empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen. Sie bieten zum Beispiel Forstschädlingen eine ideale Nahrungsquelle, die sich dadurch unter günstigen Bedingungen exponentiell vermehren können. Schädlinge wie der Buchdrucker oder die Nonne haben schon ganze Wälder kahl gefressen. Durch den Befall sterben die Bäume ab oder sind zumindest geschwächt.

In einem naturnahen Wald kommt es dagegen kaum zu schwerwiegenden Schäden durch Insektenfrass, weil er aus vielen verschiedenen Baumarten besteht, so dass potentielle Schädlinge gar nicht genug Futter finden, um sich sehr stark vermehren zu können.

Außerdem stehen in diesen Forstwälder meistens Nadelbäume. Denn diese sind forstwirtschaftlich erträglicher, da diese auch im Winter genügend Stoffwechsel betreiben und die daraus gewonnene Energie in ihr Wachstum investieren können. Somit wachsen Nadelwälder schneller als Laubwälder. Allerdings stammen diese Bäume entweder aus kälteren Klimazonen oder wachsen an Gebirgskämmen oder im Gebirge, wo es ebenfalls kühler ist. Natürlich gewachsene Nadelwälder sind kälteren Böden und sogar Permafrostböden gewöhnt, weshalb ihre Wurzeln nicht tief ins Erdreich eindringen.

Diese Flachwurzelsysteme sorgen dafür, dass tiefere Bodenschichten nicht aufgebrochen werden. Dadurch bleiben diese verkrustet und bei Regen oder anderem Niederschlag, kann Wasser nicht gut absickern. Böden in Nadelwäldern speichern somit weniger Wasser als Laubwaldböden. Dies sorgt beim Waldbrand dafür, dass diese Kulturlandschaften schneller brennen, als natürlich gewachsener Laub- oder Mischwald.

Erderwärmung

Inzwischen hat die Wissenschaft unwiderlegbare Beweise dafür gefunden, dass menschliche Aktivitäten das Klima verändern. Der verstärkte Ausstoß von Kohlendioxid führt zur Erwärmung des Klimas, weil Kohlendioxid ein Treibhausgas ist, dass Wärme in der Erdatmosphäre speichert. Durch die Temperaturerhöhung besitzt die Atmosphäre mehr Energie. Dadurch kommt es immer häufiger zu extremen Wetterlagen wie zum Beispiel:

• Dürre
• Hitzewellen
• Stürme
• Überflutungen
• extrem starke Schneefälle

Ein Beispiel ist die Hitzewelle im Westen Kanadas, bei der die Temperaturen im Sommer 2021 fast +50°C erreichten. Das ist für diese nördliche Region vollkommen ungewöhnlich und wurde noch niemals zuvor beobachtet. Allein in Vancouver starben dadurch 69 Menschen.

Solche extremen Bedingungen machen natürlich auch den Wäldern schwer zu schaffen. Bäume in Monokulturen, die bereits durch Insektenbefall geschwächt sind, haben Dürre, Hitze oder Stürmen kaum noch Widerstandskraft entgegen zu setzen und sterben großflächig ab. Dadurch entstehen enorme Massen an totem Holz, die eine große Gefahr darstellen. Sie sind Nahrung für weitere Schadinsekten und außerdem Brennstoff für Megafeuer.

Da Windbruch, Schneebruch oder durch Dürre oder Insektenfrass abgestorbene Bäume auf großen Flächen in großer Zahl gleichzeitig auftreten, sind die Forstwirtschaftsbetriebe mit der Beseitigung des Totholzes vollkommen überfordert. Je länger es im Wald verbleibt, umso größer wird die Gefahr.

Wie können Kronenbrände bekämpft werden

Diese Art von Waldbrand wird von Feuerwehren und Forstbetrieben gefürchtet, weil er sich schlecht bekämpfen lässt. Dafür gibt es mehrere Gründe. Zum einen toben Kronenbrände oft genug in entlegenen Gegenden, in denen es massive logistische Probleme mit der Wasserversorgung gibt. Jedoch selbst wenn genügend Wasser zur Verfügung steht, sind Löschversuche nur wenig erfolgreich.

Am Boden kommen Einsatzkräfte wegen der großen Hitze nicht nahe genug heran. Zudem bewegt sich ein Kronenfeuer sehr rasch vorwärts. Bei der Bekämpfung aus der Luft gibt es ebenfalls Probleme. Die starke Rauchentwicklung verhindert ein punktgenaues Ablassen des Löschwassers. Piloten steuern die Maschinen oft nahezu im Blindflug. Das Feuer verursacht zudem starke Turbulenzen, die gefährlich für Flugzeuge und Hubschrauber werden können. Immer wieder liest man in den Nachrichten, dass es bei Löscharbeiten zu Abstürzen kommt.

Die direkte Bekämpfung von Kronenbränden ist wenig sinnvoll. Sie unterstützt bestenfalls die Löschversuche, indem sie die Umgebung abkühlt und somit für die Einsatzkräfte erträglicher macht und die Ausbreitung des Feuers verlangsamt.

Kronenfeuer werden durch das Löschen des Bodenfeuers bekämpft. Wird dieses gelöscht, wird dem Kronenfeuer die Grundlage entzogen. Insgesamt gesehen ist die Bekämpfung eines Kronenbrandes jedoch sehr schwierig. Oft genug bleibt der Feuerwehr nichts anderes übrig, als den Brandherd einzudämmen und eine weitere Ausbreitung zu verhindern.

Wie können Kronenbrände vermieden werden

Bei Kronenfeuern hat die Vorbeugung eindeutig Vorrang vor der Bekämpfung der Brände.

Brandschneisen

Eine der klassischen Vorbeugungsmaßnahmen stellen Brandschneisen dar. Breite Streifen Land werden mitten im Wald gerodet, damit Kronenfeuer sich nicht so weit ausbreiten können. Ähnliche Schutzstreifen werden um Siedlungen, Industrieanlagen und Kraftwerke angelegt. Diese Methode hat aber große Nachteile. Das Anlegen der Schneisen ist teuer und zeitaufwendig. Sollen sie ihren Zweck erfüllen, müssen sie regelmäßig von frischem Bewuchs gesäubert werden. Dem steht ein relativ geringer Nutzen gegenüber. Bei starken Winden (die bei Flächenbränden nicht ungewöhnlich sind) können Flugfeuer weite Strecken überwinden und manchmal sogar Flüsse überspringen.

Naturnahe Wälder

Am besten ist die Abkehr von den klassischen Monokulturen und die Aufforstung mit verschiedenen Baumarten, so dass hier in Mitteleuropa ein Laubmischwald wächst. Der ist widerstandsfähiger gegen belastende Umweltfaktoren und trocknet auch nicht so stark aus. In solchen Wäldern sind Kronenbrände sehr selten. Allerdings dauert so ein Waldumbau viele Jahrzehnte. Zudem ist der Holzertrag in einem Mischwald deutlich geringer und die Holzernte schwieriger als in Monokulturen. Letztendlich bleibt aber nichts anderes übrig, als ökologische vor ökonomische Interessen zu stellen, weil sonst die Existenz der Wälder gefährdet ist.

Kronenfeuer – selten aber gefährlich

Als Kronenbrand oder Kronenfeuer bezeichnet man einen Waldbrand, bei dem die Baumkronen Feuer fangen. Bei günstigen Bedingungen können sich Kronenbrände sehr rasch ausbreiten und zu Vollfeuern führen, bei denen der ganze Wald brennt. Kronenbrände entstehen aus Bodenfeuern und sind nur schwer zu löschen. Geraten sie außer Kontrolle, entwickeln sich Kronenbrände zu Megafeuern. Deren Zunahme in den letzten Jahren ist eindeutig das Ergebnis wachsender Einflüsse des Menschen auf die Umwelt. Bei Forstbehörden und Feuerwehren muss ein Umdenken erfolgen. Der Schwerpunkt muss sich von der Brandbekämpfung auf den vorbeugenden Brandschutz verlagern.

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