Лесные пожары создают свои собственные погодные системы

Лесные пожары не только выжигают ландшафты. Некоторые из них настолько интенсивны, что создают свои собственные погодные системы, такие как пирокумулонимбусные грозы, которые поднимают дым на высоту до 10 миль (16 километров) в атмосферу. Хотя давно известно, что этот высокоалтитудный дым может сохраняться в атмосфере в течение недель или месяцев, их влияние на климат было трудно измерить из-за трудностей в сборе проб. Однако теперь это стало возможным.

Ученые-атмосферщики из Школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона в Гарварде сообщают о первых прямых измерениях пятидневного дыма от лесных пожаров в верхней тропосфере, на высоте около девяти миль (14,5 километров) над поверхностью Земли. Они обнаружили крупные частицы дыма, которые не представлены в текущих климатических моделях, и эти частицы, кажется, на самом деле охлаждают атмосферу.

Чтобы получить свежий дым напрямую, команда летала на самолете NASA ER-2 на большой высоте в дымовую струю, созданную лесным пожаром в Нью-Мексико в июне 2022 года, всего через пять дней после начала пожара. Бортовые приборы измеряли размер частиц, концентрацию и химический состав.

Внутри дымового облака исследователи обнаружили аэрозоли размером примерно 500 нанометров - это примерно в два раза больше, чем размер типичных аэрозолей от лесных пожаров на более низких высотах. Команда предполагает, что большой размер можно объяснить эффективной коагуляцией.

"Частицы могут коагулировать в любой точке атмосферы", - сказал Яовей Ли, ведущий автор исследования, в заявлении. "Но в этом конкретном регионе воздух перемешивается очень медленно. Это позволяет частицам дыма от лесных пожаров оставаться концентрированными и сталкиваться чаще, что делает коагуляцию намного более эффективной".

Такие аэрозоли играют роль в изменении количества радиации, которое достигает поверхности Земли, либо поглощая солнечный свет, либо отражая его обратно в космос. В этом исследовании более крупные частицы имели поразительный эффект: они увеличили исходящую радиацию на 30-36% по сравнению с частицами на более низких высотах, что привело к измеримому охлаждающему эффекту, который текущие климатические модели не учитывают.

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить дальнейшие эффекты такого высокоалтитудного дыма от лесных пожаров на погоду и климат. Соавтор исследования и ученый проекта Джон Дайкема предполагает, что крупные коагулированные частицы дыма могут влиять на атмосферную циркуляцию через местное нагревание, потенциально смещая струйные потоки. "Я думаю, что все это возможно, и у нас пока нет достаточно информации, чтобы сказать, в каком направлении они могут пойти", - сказал он.

Исследование было опубликовано 10 декабря в журнале Science Advances.