Toen een team van wetenschappers gebeurtenissen begon te analyseren die het wereldklimaat in 2020 beïnvloedden, ze zorgden ervoor dat ze rekening hielden met de pandemiegerelateerde lockdowns die de uitstoot verminderden en leidden tot een helderdere lucht boven veel steden.

Maar ze ontdekten dat een heel andere gebeurtenis een directer effect had op het mondiale klimaat:de verwoestende bosbranden die van eind 2019 tot 2020 door Australië raasden, rookpluimen pompten die de stratosfeer bereikten en een groot deel van het zuidelijk halfrond omcirkelden.

"De belangrijkste klimaatforcering van 2020 was helemaal niet COVID-19, " zei John Fasullo, een wetenschapper bij het National Center for Atmospheric Research (NCAR) en de hoofdauteur van de nieuwe studie. "Het was de explosie van bosbranden in Australië."

De studie wordt vandaag online gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven .

Fasullo en zijn NCAR-co-auteurs gebruikten geavanceerde computermodelleringstechnieken om de klimatologische invloed van de vermindering van verkeer en industriële activiteit in verband met COVID-19 te kwantificeren, evenals de rook die door de branden wordt uitgestoten. Ze ontdekten dat de pandemiegerelateerde lockdowns van 2020 een relatief bescheiden en geleidelijke invloed hadden die eind 2022 zal resulteren in een gemiddelde opwarming van de wereld van ongeveer 0,05 graden Celsius. de branden hadden een kortere maar grotere impact, de planeet binnen enkele maanden afkoelt met ongeveer 0,06 graden Celsius.

De studie belicht de verrassend brede effecten van grote bosbranden op het klimaatsysteem in de wereld. Hoewel het misschien contra-intuïtief lijkt dat branden, die worden geassocieerd met warm weer, kan een tijdelijke verkoelende invloed hebben, hun rook heeft de neiging om zonlicht te blokkeren en wolken te wijzigen.

Wetenschappers hebben een aantal onderzoeken uitgevoerd naar de mogelijke effecten van opwarmingstemperaturen op bosbranden, die de laatste jaren steeds vernietigender zijn geworden, evenals de plaatselijke effecten van branden op het weer. Maar ze hebben minder onderzoek gedaan naar wat de branden kunnen voorspellen voor grootschalige temperatuur- en neerslagpatronen.

Uit het NCAR-onderzoek blijkt dat grote branden zoveel sulfaten en andere deeltjes in de atmosfeer injecteren dat ze het klimaatsysteem kunnen verstoren, duw tropische onweersbuien noordwaarts vanaf de evenaar, en mogelijk invloed hebben op de periodieke opwarming en afkoeling van de tropische wateren van de Stille Oceaan, bekend als El Niño en La Niña.

"Wat dit onderzoek aantoont, is dat de impact van regionale natuurbranden op het wereldwijde klimaat aanzienlijk kan zijn, " zei Fasullo. "Er zijn grootschalige vingerafdrukken van de branden in zowel de atmosfeer als de oceaan. De klimaatreactie was vergelijkbaar met een grote vulkaanuitbarsting."

Hij en zijn co-auteurs waarschuwden dat een reeks kanttekeningen van toepassing is op de studie, grotendeels vanwege onzekerheden over de volledige omvang van emissiereducties tijdens de lockdown en de exacte klimatologische effecten van natuurbrandrook.

De studie werd gefinancierd door de National Science Foundation, die de sponsor van NCAR is, evenals door NASA en het Amerikaanse ministerie van Energie.

Verschil tussen hemisferische temperaturen

Om de klimatologische invloed van de pandemie en bosbranden te detecteren, het onderzoeksteam wendde zich tot schattingen van de emissies van beide gebeurtenissen. Vervolgens gebruikten ze het op NCAR gebaseerde Community Earth System Model om een ​​reeks simulaties uit te voeren om het wereldwijde klimaat te recreëren - zowel met de werkelijke emissies als zonder hen - en onder verschillende atmosferische omstandigheden en over een periode van 2015 tot 2024. Dit maakte het mogelijk om het verschil vast te leggen dat de emissies hebben gemaakt voor het klimaat in de wereld en om meer inzichten te krijgen dan alleen op basis van waarnemingen mogelijk zou zijn.

De intensieve simulaties, meer dan 100 in totaal, werden uitgevoerd op de Cheyenne-supercomputer in het NCAR-Wyoming Supercomputing Center.

Zoals ze verwachtten, Fasullo en zijn co-auteurs ontdekten dat de lockdowns in verband met COVID-19 een lichte opwarmende invloed hadden op het mondiale klimaat. Dit effect, die andere wetenschappelijke studies op regionaal niveau hebben aangetoond, heeft te maken met de helderdere luchten die het gevolg waren van minder uitstoot, waardoor meer warmte van de zon het aardoppervlak kon bereiken.

In tegenstelling tot, de Australische bosbranden koelden het zuidelijk halfrond zodanig af dat ze de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de aarde verlaagden. Dit komt omdat sulfaten en andere rookdeeltjes interageren met wolken om hun druppeltjes kleiner te maken en meer binnenkomende zonnestraling terug naar de ruimte te reflecteren. vermindering van de absorptie van zonlicht aan het oppervlak.

Op hun hoogtepunt, de pandemiegerelateerde lockdowns hebben geleid tot een toename van zonne-energie aan de bovenkant van de atmosfeer van ongeveer 0,23 watt per vierkante meter, dat is een maatstaf die door klimaatwetenschappers wordt gebruikt om de hoeveelheid zonnewarmte te kwantificeren die de atmosfeer van de aarde binnenkomt en verlaat. In tegenstelling tot, de Australische branden zorgden voor een tijdelijke afkoeling van de aardbol met bijna een watt per vierkante meter. (Voor perspectief, de gemiddelde intensiteit van zonne-energie aan de bovenkant van de atmosfeer die direct naar de zon is gericht, is ongeveer 1, 360 watt per vierkante meter.)

Door rond het zuidelijk halfrond te cirkelen en maandenlang in de atmosfeer te blijven hangen, de rookdeeltjes koelden de zuidelijke helft van de planeet onevenredig af. Als resultaat, de ongelijkheid tussen de hemisferische temperaturen verplaatste tropische onweersbuien verder naar het noorden dan normaal. Fasullo zei dat verder onderzoek nodig is om te bepalen of de rook extra effecten had, zoals het beïnvloeden van El Niño en La Niña.

"We hebben getheoretiseerd dat het klimaatsysteem op deze manier reageert op grote vulkaanuitbarstingen, " zei Fasullo. "Maar die hebben de neiging om elke 30 jaar of zo te gebeuren. In tegenstelling tot, grote bosbranden kunnen om de paar jaar plaatsvinden en hebben daarom meer terugkerende gevolgen. We moeten duidelijk meer leren over hoe ze het wereldwijde klimaat beïnvloeden."