Toen een pluim steeg tot recordhoogtes, wikkelde hij zich in ongebruikelijke winden
Tijdens het meest recente bushfire-seizoen van Australië injecteerden enorme wolken die door een wildvuur werden aangedreven, pyrocumulonimbus of pyroCb genaamd, wolken (één op de foto) ongekende hoeveelheden rook in de stratosfeer. Een bijzonder langdurige rookpluim steeg tot een recordhoogte.
Het meest recente natuurbrandseizoen in Australië was zo hevig dat rook van de vuren nieuwe hoogten in de atmosfeer bereikte – en vertoonde heel vreemd gedrag terwijl het daarboven was.
Een bijzonder intense reeks bosbranden in het zuidoosten van Australië van 29 december tot 4 januari leidde tot de vorming van enorme pyrocumulonimbus- of pyroCb-wolken (SN: 22-10-10). Die door vuur veroorzaakte onweersbuien lanceerden tussen 300.000 en 900.000 ton rook in de stratosfeer, wat meer was dan ooit gezien vanuit een vorige inferno. Een bijzonder grote, langdurige rookpluim steeg tot een recordhoogte tijdens het draaien en wikkelde zich in draaiende winden. Die winden zijn nooit waargenomen rond vergelijkbare pluimen, rapporteren onderzoekers online op 30 mei in Geofysische onderzoeksbrieven.
Deze enorme rookwolk, die nog steeds niet volledig is verdwenen, besloeg ongeveer 1.000 kilometer – ongeveer de breedte van Montana. Daarmee was het een van de grootste, zo niet de grootste, wildvuurrookpluim die satellieten ooit in de stratosfeer hebben gezien, zegt atmosferisch wetenschapper Jessica Smith van de Harvard University, die niet bij het onderzoek betrokken was. “Elke verstoring van de stratosfeer heeft gevolgen voor … stratosferische ozon”, die de aarde beschermt tegen de schadelijke ultraviolette straling van de zon (SN: 7-4-20).
Het valt nog te bezien of een klodder pyroCb-rook als deze een chemisch litteken op de stratosfeer kan achterlaten. Maar het observeren van het gedrag van de pluim kan inzicht geven in wat er zou kunnen gebeuren als er veel meer rook – bijvoorbeeld van een nucleaire oorlog – in de atmosfeer zou worden gepompt.
Mike Fromm, een meteoroloog van het US Naval Research Laboratory in Washington, DC, en collega’s hielden de ongebruikelijke pyroCb-rookpluim met satellieten en weerballonnen in de gaten. Een van de meest opvallende dingen aan de pluim is hoe hoog hij opsteeg, zegt coauteur George “Pat” Kablick III, een atmosferische wetenschapper, ook bij het US Naval Research Laboratory. In minder dan twee maanden tijd werd het vanuit de lagere stratosfeer, ongeveer 15 kilometer boven de grond, omhoog gestuwd tot meer dan 31 kilometer hoog.
Donkere deeltjes in de rook absorbeerden zonlicht en verwarmden de pluim om deze te laten opstijgen, legt Kablick uit. Atmosferische wetenschappers observeerden voor het eerst dergelijk zelfloftgedrag in pyroCb-rook van bosbranden in de Pacific Northwest in 2017, maar die kleinere massa rook steeg alleen op vanaf een initiële hoogte van ongeveer 13 tot ongeveer 23 kilometer boven de grond (SN: 8/8/19).
De rook van de Australische pluim was maanden na de vorming ervan grotendeels bestand tegen vermenging met omgevingslucht, misschien afgeschermd door winden van 15 meter per seconde die rond de pluim wervelden terwijl hij ronddraaide, aldus de onderzoekers. Het team probeert nog steeds uit te zoeken wat dit nieuw ontdekte windfenomeen heeft veroorzaakt.
Toen de pluim door de stratosfeer steeg, tilde hij ongekende hoeveelheden water en koolmonoxide op. De concentraties van die gassen in de pluim waren enkele honderden procent hoger dan normale stratosferische lucht en verdrongen de ozonrijke lucht die typisch gas vormt op deze hoogten.
Veel door de zon opgewarmde rook die door de atmosfeer opstijgt, kan de ozonlaag niet alleen beschadigen door het normale, ozonrijke gas van de stratosfeer te verplaatsen, maar ook door chemische reacties te veroorzaken die ozon vernietigen. Toekomstige satelliet- of weerballonwaarnemingen zouden kunnen onthullen of deze pluim een ​​merkbare invloed heeft gehad op de stratosferische chemie, zegt Pengfei Yu, klimaatwetenschapper aan de Jinan University in Guangzhou, China, die de pluim van 2017 bestudeerde maar niet betrokken was bij het nieuwe werk.
Zelfs als deze door een natuurbrand aangedreven pluim geen blijvende stempel drukt op de stratosfeer, biedt de rook aanwijzingen over het lot van veel grotere hoeveelheden rook die het gevolg zijn van een nucleaire oorlog, zegt Alan Robock, een klimaatwetenschapper bij Rutgers Universiteit in New Brunswick, NJ, die deel uitmaakte van het team dat de pluim van 2017 analyseerde.
De rook die in 2017 door bosbranden in de Pacific Northwest vrijkwam, hielp bij het valideren van simulaties van nucleaire oorlogsvoering, die voorspellen dat rook van brandende steden in de stratosfeer zou opwarmen en zou stijgen naar extreem grote hoogten – waar het jaren zou kunnen duren en de ozonlaag zou beschadigen.
‘We hebben dat gebeld [2017 event] ‘de moeder van alle pyrocumulonimbus’, ” omdat het zoveel rook in de stratosfeer injecteerde, zegt Robock. Het feit dat de grotere Australische rookpluim nog grotere hoogten bereikte, geeft de onderzoekers nu ‘veel meer vertrouwen’ dat hun computersimulaties accuraat zijn, zegt hij.
