Waterdruppels waren gemiddeld half zo groot als die van onaangetaste wolken
Een blikseminslag in het Okanogan-Wenatchee National Forest in de staat Washington veroorzaakte het wildvuur van Cougar Creek in 2018, waardoor rook in de wolken erboven opstak (afgebeeld). Deze met rook gevulde wolken produceren mogelijk minder regen, suggereert een studie.
Wanneer rook opstijgt van bosbranden in het westen van de Verenigde Staten, beukt het wolken met kleine deeltjes in de lucht. Wat er vervolgens met deze wolken gebeurt, is grotendeels niet bestudeerd. Maar tijdens het bosbrandseizoen van 2018 begonnen onderzoekers aan een reeks van zeven onderzoeksvluchten, waaronder over de Pacific Northwest, om deze leemte te helpen opvullen.
Met behulp van instrumenten in de lucht om kleine cumuluswolken te analyseren die door de rook zijn aangetast, ontdekten de wetenschappers dat deze wolken gemiddeld vijf keer zoveel waterdruppels bevatten als niet-aangetaste wolken. Dat was op zich geen grote verrassing; het is bekend dat organische en anorganische deeltjes in rook kunnen dienen als kleine kernen voor het vormen van druppeltjes (SN: 15/12/20). Maar de enorme overvloed aan druppels in de getroffen wolken verbaasde het team.
Contra-intuïtief zorgden die talrijke druppeltjes er niet voor dat de wolken meer kans hadden om regen te produceren. In feite gebeurde het tegenovergestelde. Omdat de druppels ongeveer half zo groot waren als die in een typische wolk, het was onwaarschijnlijk dat ze zouden botsen en samensmelten met genoeg andere druppeltjes regen tot gevolg hebben. De kans op regen was “vrijwel nul”, schrijven de onderzoekers in de August Geofysische onderzoeksbrieven.
Het nieuwe onderzoek suggereert dat bosbranden kunnen leiden tot wolken die minder regen produceren in het westen van de VS, wat leidt tot droogte en mogelijk een groter toekomstig risico op bosbranden.
Maar de betrokken omgevingsdynamiek is complex, zegt Cynthia Twohy. Ze is een atmosferische wetenschapper in San Diego bij NorthWest Research Associates, een onderzoeksorganisatie gespecialiseerd in geofysische en ruimtewetenschappen met het hoofdkantoor in Redmond, Wash. Twohy en haar collega’s ontdekten bijvoorbeeld dat “de verhouding van lichtabsorberende tot lichtverstrooiende deeltjes in de rook was iets lager dan gemeten in veel eerdere onderzoeken”, zegt ze.
“De boodschap is dat, hoewel andere studies hebben aangetoond dat rook van bosbranden een absorberende (opwarmende) invloed heeft die belangrijk kan zijn voor wolkenvorming en ontwikkeling, deze effecten in het westen van de VS misschien minder zijn, omdat de rook niet zo donker is, ‘ zegt Twohy. De impact van de lichtere rook is nog een open vraag. “Het is gewoon een andere manier waarop interacties tussen rookwolken een wildcard zijn in de regio.”
Het team gebruikte sondes aan boord om wolken te bemonsteren die zijn aangetast door bosbrandrook en deze te vergelijken met hun meer ongerepte tegenhangers. De sondes maten hoeveel wolkdruppels in de monsters aanwezig waren, het groottebereik van die druppeltjes en het vloeibare watergehalte van de wolken.
Een speciale buis die aan de buitenkant van het vliegtuig was gemonteerd om wolkendruppels te verzamelen en te verdampen, werd gebruikt om “de deeltjes te onthullen waarop de druppels waren gecondenseerd”, zegt Robert Yokelson, een atmosferisch chemicus aan de Universiteit van Montana in Missoula die niet betrokken was bij het onderzoek. Door dit proces konden de onderzoekers bevestigen waar de originele rookdeeltjes van gemaakt waren, een techniek die Yokelson ‘netjes’ noemt.
De analyse detecteerde de hoeveelheden koolstof, zuurstof, stikstof, zwavel en kalium die werden aangetroffen in resterende deeltjes die waren verdampt uit wolkendruppels. Deze elementen waren in vergelijkbare hoeveelheden aanwezig als die in rookdeeltjes die van onder de wolken werden bemonsterd, “wat impliceert dat de wolkendruppels zich ook op rookdeeltjes vormden”, zegt Twohy.
Eerdere onderzoeken in het Amazonegebied hebben aangetoond dat “rook de wolkendruppels kleiner en talrijker maakt”, waardoor de regenval vermindert, zegt Yokelson. Maar deze studie levert robuust bewijs dat het fenomeen niet geïsoleerd is voor de Amazone. Het weerspiegelt de resultaten van een veel kleinere studie uit 1974 van met rook gevulde wolken boven het westen van de Verenigde Staten, en biedt een cruciaal momentopname van de uitdagingen waarmee de regio wordt geconfronteerd.
Bosbranden in het westen van de Verenigde Staten hebben de afgelopen jaren records gebroken – in aantal en omvang toegenomen als gevolg van klimaatverandering – een trend waarvan wetenschappers denken dat deze erger zal worden naarmate de aarde verder opwarmt (SN: 21/12/20). Als gevolg hiervan, zegt Twohy, wordt het steeds belangrijker dat onderzoekers de invloed van deze branden op de atmosfeer blijven volgen.
