Интенсивные лесные пожары посылают дым в стратосферу и повреждают озоновый слой.
Исследователи наблюдают, как пирокумулятивные облака формируются при восходящем тепловом потоке от огня. Они изучали лесные пожары, которые произошли на северо-западе Тихого океана в августе 2017 года. В некоторых районах Канады разрушено до 50% озонового слоя.
В наши дни лесные пожары привлекают к себе большое внимание. Люди поняли, что изменения в частоте и интенсивности возникновения лесных пожаров могут иметь значительные последствия.
Тем не менее один из наиболее важных аспектов поведения лесных пожаров все еще плохо изучен — кучево-дождевое облако flammagenitus, также называемое пирокумулятивным облаком. Это тип плотного возвышающегося вертикального облака, которое образуется над источником тепла, таким как извержение вулкана или лесной пожар.
Впервые исследователи наблюдали, как эти облака образуются в результате повышения температуры от огня и как они поднимаются достаточно высоко (до 22 км в воздух), чтобы воздействовать на защитный озоновый слой.
Они изучали лесные пожары, которые произошли на Тихоокеанском Северо-Западе в августе 2017 года. В отличие от большинства лесных пожаров, это событие вызвало выброс пирокумулятивных облаков на 10-22 км вверх в стратосферу. Плотный дым наблюдался в стратосфере в течение исключительно длительного времени (более 8 месяцев).
Для слежения за дымом над Северным полушарием группа использовала наземное дистанционное зондирование, метеорологические шары и спутники. Они измеряли уровни органических веществ и загрязненных углеродных частиц, называемых сажей.
Новое понимание химии лесного пожара
Предыдущие компьютерные моделирования показали, что произойдет, если избыточное количество дыма будет выброшено в стратосферу с помощью ядерного оружия.
В 2017 году эксперимент был проведен самой природой.
В этих западных канадских лесных пожарах исследователи смогли непосредственно наблюдать процесс, называемый "self-lofting". Полученные данные подтвердили, что горящий город будет выбрасывать в стратосферу достаточно дыма, чтобы иметь серьезные долгосрочные климатические последствия.
Это включает в себя блокирование солнечного света и повреждение озонового слоя, который фильтрует более короткую длину волны и очень опасное ультрафиолетовое излучение от Солнца.
До тех пор, пока дым остается в стратосфере, его составляющие (органика и сажа) поглощают солнечный свет или отправляют его обратно в космос. Это вызывает полусферический эффект затемнения, который в конечном итоге приводит к неурожаю.
Хотя большинство лесных пожаров не вызывают полусферического эффекта затемнения, они вытесняют богатый озоном воздух в этом регионе. Исследователи использовали спутник CALIPSO для измерения потерь озона. Они обнаружили, что во время лесных пожаров 2017 года до 50% озонового слоя истощается в некоторых частях Канады.
Таким образом, анализ широтного распространения дыма и фотохимических реакций во время лесных пожаров 2017 года позволяет по-новому взглянуть на возможные климатические последствия ядерной войны.
А поскольку изменение климата увеличивает число таких лесных пожаров, особенно в таких районах, как Североамериканский Запад, мы можем увидеть более плотные огненные облака, достигающие стратосферы.