Когда лесные пожары создают собственную погодную систему

Недавние лесные пожары в Австралии продемонстрировали опасное и непредсказуемое явление — образование пирокумулятивных облаков и штормов (pyrocumulonimbus, pyroCb). Эти пожары настолько мощны, что способны создавать собственные погодные системы, которые, в свою очередь, усугубляют ситуацию, порождая новые очаги возгорания из-за переносимых ветром горящих частиц или ударов молний.

Для формирования pyroCb необходимо сочетание нескольких условий, объясняет доктор Кевин Тори из Бюро метеорологии и Исследовательского центра по изучению лесных пожаров и природных опасностей. Нужен интенсивный пожар, создающий мощный дымовой шлейф, способный подняться на 3–5 км. При этом погода должна быть достаточно жаркой, сухой и ветреной для поддержания сильного огня, но не настолько, чтобы шлейф был слишком сухим или его сдувало — это помешало бы образованию облака внутри него. Часто переломным моментом становится смена ветра, например, с приходом морского бриза или холодного фронта. Более прохладный и влажный воздух позволяет облаку сформироваться на меньшей высоте, а ослабление ветра помогает шлейфу расти вертикально.

На основе уравнений Бриггса, описывающих динамику жидкостей, Кевин Тори и его коллеги разработали простую формулу для расчета порога мощности пожара (PFT), необходимой для образования pyroCb: PFT = 0.3 × (Z²) × U × ∇T (результат в гигаваттах). Здесь Z — высота свободной конвекции (км), U — средняя скорость ветра в смешанном слое (м/с), а ∇T — разница температур между шлейфом и окружающим воздухом (°C). Это теоретический минимум энергии огня. Построение прогнозных карт PFT позволяет метеорологам и пожарным заранее выявлять зоны высокого риска, отслеживая, как они перемещаются по ландшафту в течение дня.

«Всего несколько лет назад события pyroCb были крайне редки, — отмечает Кевин Тори. — В прошлом году в Восточной Виктории с января по март их было 15. А нынешний сезон в юго-восточной Австралии, начавшийся в октябре, полностью превзошел эти цифры». В ближайшие полгода исследователи планируют применить модель PFT к погодным данным за последние 30 лет, чтобы понять, меняются ли климатические условия, делая возникновение pyroCb более вероятным. Для пожарных же понимание динамики этих систем критически важно, поскольку они кардинально меняют поведение огня и несут огромный разрушительный потенциал.