5 сентября 2020 года калифорнийский пожар Крик стал настолько сильным, что начал формировать собственную погодную систему. Из-за экстремальной жары, вызванной пожаром, образовался взрывоопасный грозовой фронт, который сопровождался ударами молний и ещё больше раздувал ревущее пламя, затрудняя тушение и подвергая опасности жизни пожарных на земле.
Такие штормы, вызванные лесными пожарами, становятся всё более частым явлением в пожароопасный сезон. Они оказывают долгосрочное влияние на качество воздуха, погоду и климат. До сих пор учёным не удавалось воспроизвести их в моделях земной системы, что мешало прогнозировать их возникновение и понимать, как они влияют на глобальный климат. Новое исследование стало прорывом благодаря разработке системы моделирования лесных пожаров.
Исследование, опубликованное в Geophysical Research Letters, представляет собой первую успешную симуляцию вызванных лесными пожарами гроз, известных как пирокучевые облака, в рамках модели земной системы. Под руководством учёного из Института динамики атмосферы Цзымина Кэ исследователи воспроизвели наблюдаемое время, высоту и силу грозы, вызванной пожаром в Крик-Вэлли, — одного из крупнейших известных пирокучевых облаков, наблюдавшихся в США. Модель также воссоздала несколько гроз, вызванных лесным пожаром Дикси в 2021 году, который произошёл в совершенно иных условиях. Ключевым моментом в работе является учёт того, как развитие облаков зависит от влаги, поднимаемой в верхние слои атмосферы рельефом местности и ветром.
Когда образуется пирокучево-дождевое облако, оно выбрасывает в верхние слои атмосферы дым и влагу в количествах, сравнимых с выбросами при небольших извержениях вулканов. Это влияет на то, как атмосфера Земли принимает и отражает солнечный свет. Такие огненные аэрозоли могут сохраняться в течение нескольких месяцев или дольше, изменяя состав стратосферы.
Попадая в полярные регионы, они влияют на динамику антарктического озона, изменяют облака и альбедо (отражательную способность), ускоряют таяние льда и снега, изменяют обратную связь с полярным климатом. По оценкам учёных, ежегодно в мире происходит от десятков до сотен таких штормов, и тенденция к усилению лесных пожаров будет только увеличивать их количество. До сих пор ученые не могли включить эти штормы в модели земной системы, что мешало понять, как это природное явление влияет на глобальный климат.
«Наша команда разработала систему, которая объединяет данные о выбросах лесных пожарах с высоким разрешением, одномерную модель подъёма шлейфа и перенос водяного пара в передовую модель системы Земли, — сказал Ке, автор статьи. — Это прорыв в области моделирования экстремальных опасностей, который повышает устойчивость и готовность к чрезвычайным ситуациям, а также обеспечивает основу для будущего изучения штормов в региональном и глобальном масштабах».
[Фото: NASA]
