Ученые ясно видят последствия пирокумулонимбусов
Лесные пожары могут нанести широкомасштабный ущерб, затрагивая окружающую среду, жизни, имущество и средства к существованию. Метеоролог Майк Фромм из Исследовательской лаборатории ВМС США, в сотрудничестве с несколькими национальными и международными лабораториями, обнаруживает, что изменения в частоте и интенсивности пожаров имеют существенные последствия для ряда важных проблем, включая изменения в атмосфере. На этом фоне относительно новым открытием стало обнаружение дыма от лесных пожаров в стратосфере — области атмосферы, начинающейся примерно на высоте 38 тысяч футов (около 11,6 км) над поверхностью Земли.
В результате все больше внимания фокусируется на малоизученном аспекте поведения пожаров — динамике огненных штормов пирокумулонимбусов и их влиянии на атмосферу. Пирокумулонимбус (pyroCb) — это вызванная пожаром или усиленная им гроза, которая в своей наиболее экстремальной форме выбрасывает огромное количество дыма и других продуктов горения биомассы в нижнюю стратосферу. Причиной является особо энергичная форма "взрывного" развития пожара, вызванная pyroCb. Хотя известно, что они образуются как естественным путем, так и в результате антропогенного воздействия, внимание к этой теме возросло в связи с растущей озабоченностью антропогенным воздействием на климат и очевидным увеличением числа пожаров на границе диких земель и населенных пунктов.
Глобальные и региональные тенденции потепления давно определены и связаны с обострением пожароопасной обстановки, однако ранее считалось маловероятным, что грозы могут вызывать экстремальные выбросы в стратосферу. Тропопауза, переходный слой от тропосферы к стратосфере, рассматривалась как сильный барьер для конвекции. Эта точка зрения отразилась во многих случаях, когда загадочные облака в стратосфере приписывались вулканическим извержениям, несмотря на отсутствие вулканических свидетельств.
«Прямое установление происхождения загадочных стратосферных аэрозолей стало возможным только в последнее десятилетие, — сказал Фромм. — В то время как пироконвекция и пирокумулюс хорошо известны, своеобразный вертикальный масштаб и потенциал воздействия пирокумулонимбуса ускользал от нашего внимания». Это продолжалось до тех пор, пока не было обнаружено, что pyroCb от пожаров в Канаде впрыскивали дым (и другие связанные с ним выбросы) далеко за пределы тропопаузы в стратосферный «верхний мир».
Обзор сезона пожаров в Канаде и США в 2002 году выявил 17 случаев pyroCb, связанных с крупными пожарами, такими как Хейман, Родео/Чедиски и Бисквит. Данные показали, что pyroCb впрыскивали дым в самую нижнюю часть стратосферы, что предлагает правдоподобное альтернативное объяснение явлениям, которые ранее приписывались вулканическим аэрозолям.
Таким образом, в ходе исследований pyroCb проявились две повторяющиеся темы. Во-первых, некоторые события «загадочных слоев» — загадочные наблюдения аэрозольных слоев в стратосфере — и другие слои, считавшиеся вулканическими аэрозолями, теперь можно объяснить с точки зрения пироконвекции. Во-вторых, было обнаружено, что события pyroCb происходят на удивление часто и, вероятно, являются характерным явлением для многих лесных пожаров. «Эти выводы приведут к пересмотру климатологических данных, связанных с вулканическими эффектами на стратосферу, и к созданию "новой" климатологии и географии возникновения pyroCb по всему миру», — добавил Фромм.
Сообщения о pyroCb в научной литературе становятся чаще, но все еще редки. Однако полушарийное распространение дыма и других продуктов горения биомассы в стратосфере из-за pyroCb теперь будет рассматриваться как воздействие, имеющее важные климатические последствия, что, вероятно, приведет к улучшению моделей качества воздуха, термохимических эффектов загрязнения дымом и глобального переноса загрязнений.