Siberische bosbranden versterken broeikaseffect

Natuurbranden in Siberië op 28 juli 2021. Bron afbeelding: NASA Worldview

Siberië wordt dit jaar door een historisch hoog aantal natuurbranden geteisterd. Deze branden brengen grote hoeveelheden broeikasgassen in de atmosfeer. Niet alleen CO2, maar ook methaan via het ontdooien van permafrost als gevolg van brandhaarden in de noordelijke Taiga gebieden. Nieuw onderzoek moet uitwijzen hoe sterk het effect van de extra uitstoot van broeikasgassen is op de verdere opwarming van de aarde.

De koolstofkringloop
De aarde heeft een natuurlijke koolstofkringloop, die ervoor zorgt dat koolstof in verschillende vormen over de aarde rondgaat. Bronnen brengen koolstof de atmosfeer in, putten ontrekken koolstof aan de atmosfeer. In de loop van de tijd komen de bronnen en putten gemiddeld met elkaar in balans en schommelt de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer rond een bepaalde evenwichtswaarde. Bij een verstoring van de balans, bijvoorbeeld door een toename in het aantal natuurbranden, kan de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer toenemen, onder andere in de vorm van de broeikasgassen koolstofdioxide (CO2) en methaan (CH4). Verstoringen in de koolstofcyclus beïnvloeden dus op directe wijze ons klimaat.

Figuur 1: Optelsom per jaar van het aantal waarnemingen van branden met het NASA Terra MODIS satellietinstrument in Oost-Siberië (104-163 °O, 55+ °N) sinds 2001. Bron: Dr. Sander Veraverbeke, VU Amsterdam & KNMI

Wereldwijd hoge koolstofuitstoot
Het geschatte aantal branden in Oost-Siberië is dit jaar het hoogst sinds het begin van de metingen met het MODIS satellietinstrument in 2000, waarbij zelfs de vorige recordjaren 2019 en 2020 werden ingehaald (figuur 1).


Figuur 2: Totale koolstofuitstoot door natuurbranden in de Sacha-Republiek (Oost-Siberië) van juni tot en met augustus door de jaren heen. Bron: Copernicus ECMWF & KNMI

Dit leidde regionaal tot een verhoogde uitstoot van koolstof naar de atmosfeer (figuur 2).Ook wereldwijd was een hoge koolstofuitstoot te zien, als gevolg van branden die tegelijkertijd elders woedden zoals in Californië en Zuid-Europa (figuur 3).

Bossen als koolstofput
Het soort gebied dat in brand staat, bepaalt hoe sterk de uitstoot zal bijdragen aan een verdere opwarming van de aarde. Dit jaar vonden de meeste branden in Siberië plaats in de taiga. Deze uitgestrekte naaldbossen fungeren als koolstofput, waarbij de koolstof wordt opgeslagen in de begroeiing en bodem.


Figuur 3: Totale geschatte mondiale koolstofuitstoot als gevolg van natuurbranden in 2021 (rode lijn) ten opzichte van voorgaande jaren. Bron: Global Fire Emissions Database (GFED, van der Werf e.a., 2017) & KNMI

De koolstof die vrijkomt tijdens een taiga-brand kan (deels) weer worden vastgelegd door hergroei van de bossen in de jaren na de brand. Bovendien schuift de boomgrens door klimaatverandering langzaam noordwaarts op, wat ook geleidelijk voor een verhoogde opname zorgt. De tijd tussen opeenvolgende branden moet wel lang genoeg zijn om de vrijgekomen koolstof weer vast te leggen: als natuurbranden té vaak voorkomen, krijgt de nieuwe aanwas daartoe niet de kans.

Natuurbranden ontdooien permafrost
Er zijn ook geregeld natuurbranden op noordelijkere, minder begroeide plekken, waar de ondergrond (deels) bevroren is. Op deze permafrostbodem ligt een toplaag die elke zomer ontdooit en ’s winters weer bevriest. Zodra de begroeiing en toplaag wegbranden, wordt de permafrost blootgesteld aan de zon. Samen met de hogere gemiddelde temperaturen, de afname van het sneeuwdek en de zwarte roet en as zorgt dit ervoor dat de permafrost meer gaat dooien dan voorheen.

Door de dooi gaat het organische materiaal dat voorheen in de bevroren bodem lag opgesloten, rotten. Hierbij komt onder andere methaan vrij, een krachtiger broeikasgas dan CO2. Door deze natuurbrand-permafrost terugkoppeling hebben branden in koudere gebieden mogelijk een sterker opwarmend effect en brengen extra koolstof in de atmosfeer.

Hoewel enkele klimaatmodellen inmiddels rekening houden met ontdooiende permafrost, wordt de specifieke terugkoppeling met natuurbranden nog niet in berekeningen meegenomen. Amerikaanse onderzoekers concluderen dat zolang we niet weten hoe groot het effect van de natuurbranden-permafrost terugkoppeling is, we ook niet weten of de huidige internationale afspraken over CO2-uitstoot voldoende zullen zijn om de opwarming van de aarde te beperken tot 2 °C.

Toename aantal bosbranden door klimaatverandering
Hoewel uit het nieuwste IPCC-rapport blijkt dat de gemiddelde neerslag in Siberië de komende decennia zal toenemen, betekent dit niet dat de kans op natuurbranden afneemt. Het zijn namelijk niet de gemiddelden, maar vooral weerextremen als hittegolven die de begroeiing in dit gebied gevoelig maken voor ontstekingen. Bovendien neemt naar verwachting ook de kans op bliksem toe in het hoge noorden met mogelijk vaker natuurbranden tot gevolg.  

Het uitzonderlijk hoge aantal branden in recente jaren past dus in een meerjarige trend. Het is nu wachten op een rustiger brandseizoen voor de regio, zodat de koolstofput zich in elk geval deels kan herstellen.

Bron: KNMI.nl