Как дым от лесных пожаров распространился по всему миру

Важна не только температура горения пожаров, но и их местоположение. Во время экстремального сезона пожаров в Австралии, начавшегося в 2019 году и продолжавшегося в 2020, в атмосферу было выброшено миллионы тонн дымовых частиц. Большая часть этих частиц осела на землю через день или неделю, следуя типичной схеме. Однако частицы от пожаров в одном из регионов страны окутали весь Южный полушарие на месяцы. В статье, недавно опубликованной в Science, израильские ученые связали загадочные пики задымленности в январе и феврале 2020 года с этими пожарами и раскрыли «идеальный шторм» условий, поднявших частицы в верхние слои атмосферы и распространивших их по всему полушарию.

Частицы достигают стратосферы чаще всего в результате вулканических извержений. Ученые заметили экстремальный рост показателя аэрозольной оптической толщи (AOD), измеренного спутником, в январе 2020 года. Отклонение было в три раза выше нормы — одни из самых высоких показателей за всю историю наблюдений, выше, чем после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году. Это не совпадало с вулканической активностью. Используя данные нескольких спутников, включая лидарные измерения, исследователи доказали, что источником пиков были пожары в юго-восточной Австралии. Анализ показал широкую полосу дымки в стратосфере, которая распространилась по всему Южному полушарию, достигнув пика с января по март и сохраняясь до июля.

Ключом к проникновению частиц через границу тропопаузы стала их локация в высоких широтах. Там высота тропосферы ниже (около 8–10 км), чем в тропиках (до 18 км), поэтому частицам нужно преодолеть меньшее расстояние. Вторым элементом стали погодные условия в зоне циклонов умеренных широт на юге Австралии. Дым был перенесен ветрами над Тихий океан, где часть его попала в глубокие конвективные облака и была поднята в их ядре в стратосферу. Высокая концентрация дыма могла действовать как ядра конденсации, усиливая облака и помогая им проникать в стратосферу.

В стратосфере частицы оказались в устойчивом воздушном потоке, который двигал их на восток над океаном к Южной Америке и обратно к Австралии, медленно распределяя по всему полушарию. «Люди в Чили дышали частицами от австралийских пожаров», — отмечает соавтор исследования доктор Эйтан Хирш. Эти частицы оставались в воздухе гораздо дольше, чем в нижних слоях атмосферы.

«Для людей на земле воздух мог казаться чуть более дымчатым, а закаты — более красными. Но такая высокая AOD означает, что солнечный свет блокировался, как после вулканических извержений, — говорит профессор Илан Корен. — Конечным эффектом этого дыма было охлаждение, хотя мы еще не знаем, какое влияние это охлаждение и затемнение могло оказать на морскую среду или погодные условия». Он добавляет, что понимание точного местоположения пожаров критически важно, поскольку оно может определять их глобальное воздействие на атмосферу.