science >> Wetenschap >  >> Geologie

Bosbranden kunnen monsterlijke pyrocumulonimbus-wolken vormen

Deze foto toont een close-up van een zich ontwikkelende pyrocumulonimbuswolk boven de Oregon Gulch-brand, onderdeel van de brand van het Bevercomplex, genomen van een F-15C op 31 juli, 2014. James Haseltine, Oregon Air National Guard

Er zijn weinig dingen onheilspellender dan een dreigende onweerswolk. Voeg een wildvuur toe aan de mix, en het resultaat kan een torenhoge storm van dikke rook zijn, smeulende sintels en oververhitte lucht.

Door vuur gevoede onweersbuien zijn van nature voorkomende weersystemen die soms opduiken als gevolg van rook en hitte die opstijgt door intense bosbranden. Deze extreme stormen, genaamd pyrocumulonimbus (pyroCb), komen zelden voor, maar als ze dat doen, ze kunnen tot tragische resultaten leiden.

Het ontstaan ​​van een vuurstorm

Bosbranden geven intense hitte af, waardoor grote hoeveelheden rook en hete lucht opstijgen. Naarmate het mengsel hoger in de troposfeer komt - de laagste laag van de atmosfeer van de aarde - koelt het af en zet het uit als de luchtdruk daalt. Vocht in de lucht condenseert snel, vorming van grote gezwollen wolken genaamd pyrocumulus wolken.

Wanneer de omstandigheden in de atmosfeer precies goed zijn - inclusief een hete, droge luchtlaag nabij de grond en een koeler, nattere laag erboven - de atmosfeer kan convectief onstabiel worden. Toenemende turbulente lucht zet waterdruppels en ijskristallen in pyrocumuluswolken op ramkoers, het opbouwen van een elektrische lading en het veranderen van het systeem in een torenhoge donderkop.

De stijgende pyroCbs, die zelden regen op de grond produceren, ook al zijn het onweersbuien, kan zelfs uit de troposfeer opstijgen en zich uitstrekken tot 10 mijl/kilometer boven het oppervlak in de stratosfeer.

Een enorme pyrocumulonimbuswolk vormde zich in 2012 boven het Angeles National Forest tijdens een brand in Azusa Canyon. JeremyaGreene/Wikimedia Commons/(CC BY-SA 4.0)

Zo donker als de nacht

Niet verrassend, pyroCbs kunnen ongelooflijk gevaarlijk zijn. Op 7 februari 2009, de meest verwoestende dag van branden in de geschiedenis van Australië bracht ten minste drie pyroCbs voort die sintels 30 kilometer van hun bron droegen en bliksem veroorzaakten die 62 mijl (100 kilometer) verder brandden. Bekend als de Black Saturday-bosbranden, deze branden brandden samen 1, 737 vierkante mijl (4, 500 vierkante kilometer) en eiste 173 levens.

Een pyroCb die gevormd is tijdens de Carr Fire bij Redding, Californië had in 2018 zo'n sterke wind dat het een tornado-sterkte vuurvortex creëerde, en een pyroCb in Canberra, Australië, in 2003 was zo extreem dat het een stortvloed van zwarte hagel losliet en de hemel overdag zo donker als de nacht maakte.

Gelukkig, deze gebeurtenissen zijn nog relatief zeldzaam, hoewel 2019-onderzoek uit Australië suggereert dat klimaatverandering de omstandigheden daar in de toekomst gunstiger kan maken voor de vorming van pyroCbs.

Nick Nauslar, die brandweer voorspelt voor de National Oceanic and Atmospheric Administration's National Weather Service, zei dat er elk jaar ongeveer 25 tot 50 pyroCb-gebeurtenissen plaatsvinden over de hele wereld. Hij zei dat het voor wetenschappers een uitdaging blijft om precies te voorspellen wanneer de stormen zullen plaatsvinden.

"Ze zijn nog steeds erg moeilijk te voorspellen, " zei Nauslar. Hoewel wetenschappers de weersomstandigheden voor een brand kunnen controleren, ze kunnen niet precies beschrijven hoe een natuurbrand de lagere atmosfeer zal beïnvloeden en de weersomstandigheden zal veranderen. De inspanning om pyroCbs te bestuderen "is nog zo jong en er valt nog zoveel te leren, ' zei Nauslar.

Deze afbeelding in natuurlijke kleuren, verzameld door de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), toont een pyrocumulonimbuswolk die losbarst na een brand in 2014 ten noorden van Buffalo Lake in Alberta, Canada. NASA

Rook Hoog Boven

Een belangrijk kenmerk van pyroCbs is hun impact op de stratosfeer. Maar tot voor kort, wetenschappers dachten niet dat bosbranden roet konden injecteren, aerosolen en organische verbindingen hoog in de atmosfeer.

Het "idee dat een vuurstorm zou kunnen werken als een vulkaan en materiaal in de stratosfeer zou kunnen injecteren, was volledig onbekend, " zei Mike Fromm, een meteoroloog bij het U.S. Naval Research Laboratory in Washington, D.C. Fromm bestudeert pyroCbs sinds het einde van de jaren negentig met behulp van satellietinstrumenten.

Rookdeeltjes van pyroCbs kunnen dagen tot weken in de atmosfeer blijven en in extreme gevallen, maanden. Rook van een enorme pyroCb in Canada in 2017 bleef acht maanden in de bovenste stratosfeer hangen, volgens een recente studie in het tijdschrift Science waarin onderzoekers de verheven pyroCb-deeltjes beschouwden als een proxy om de mogelijke klimatologische en atmosferische effecten van rookpluimen van nucleaire explosies te onderzoeken.

PyroCbs zal niet snel een nucleaire winter veroorzaken, maar Fromm vertelde Science News dat een open vraag over pyroCb-pluimen is of ze ozon in de stratosfeer kunnen beschadigen. "We proberen nog steeds te begrijpen en te kwantificeren en te berekenen [of] er is, in feite, een klimaatimpact van deze pluimen, " vertelde Fromm aan Eos.

Dit verhaal verscheen oorspronkelijk op Eos.org en wordt hier opnieuw gepubliceerd als onderdeel van Covering Climate Now, een wereldwijde journalistieke samenwerking om de berichtgeving over het klimaatverhaal te versterken.

Nu is dat gek

Pyrocumuluswolken kunnen zich ook vormen na enorme vulkaanuitbarstingen. Tijdens de ongekende uitbarsting van Kīlauea in 2018, pyrocumulonimbuswolken - compleet met blikseminslagen - vormden zich boven spleet 8 in Leilani Estates op Hawai'i Island.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Een 3D-model voor celbiologische projecten bouwen Mitochondria en chloroplast
  2. Wat is opsomming in de microbiologie?
  3. Hoe maak je een 3D-plant eukaryotisch celmodel
  4. Omgevingsmuziek kan de psychische maalstroom kalmeren. Hier is hoe.
  5. Welke organellen zijn membraansusjes die worden gebruikt om moleculen te transporteren?
  6. Welke koninkrijken zijn heterotroof en autotroof?
  7. Welke bijdrage heeft Avery geleverd aan de ontdekking van DNA?
  8. Betere mensen maken - Het huwelijk tussen mens en machine
  9. De verschillen tussen monosachariden en polysachariden

Wetenschap