علماء يحاكون عواصف الرعد الناتجة عن حرائق الغابات في نماذج المناخ
حقق الباحثون اختراقًا بإعادة إنتاج عواصف الرعد الناتجة عن حرائق الغابات، المعروفة باسم السحب البركانية التراكمية، في نماذج أنظمة الأرض لأول مرة. تلتقط هذه المحاكاة كيفية توليد حرائق الغابات الشديدة لأحوال جوية شديدة يمكن أن تنشر الحرائق أبعد. يعزز العمل فهم التفاعلات بين الحريق والغلاف الجوي وسط ظروف مناخية متفاقمة.
قام فريق من العلماء، بقيادة باحثين من جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW) في أستراليا، بنجاح بنمذجة تشكل السحب البركانية التراكمية (pyroCb) في نماذج أنظمة الأرض العالمية. تنشأ هذه العواصف من حرائق غابات شديدة ويمكن أن تدفع الدخان عاليًا في الستراتوسفير، مما يؤثر على أنماط الطقس وجودة الهواء بعيدًا عن منطقة الحريق. الدراسة، المنشورة في Nature Climate Change في أكتوبر 2023، تمثل أول مرة يتم فيها حل مثل هذه الأحداث في هذه النماذج المعقدة، التي كانت تفتقر سابقًا إلى التفاصيل اللازمة بسبب القيود الحسابية.
يركز الاختراق على محاكاة أحداث العالم الحقيقي، بما في ذلك حرائق الغابات الأسترالية المدمرة في 2019-2020. خلال تلك الحرائق، تشكلت pyroCbs فوق المناظر المحترقة، مولدة عواصفها الخاصة ورفع الجزيئات إلى الغلاف الجوي العلوي. "هذه خطوة مهمة للأمام لأنها تسمح لنا باستكشاف كيف تساهم هذه العواصف الناتجة عن الحرائق في انتشار الحرائق على مسافات طويلة وتفاعلات المناخ العالمية"، قالت المؤلفة الرئيسية الدكتورة صوفي أوتمار من UNSW. تظهر النماذج أن الحرارة الشديدة من حرائق الغابات تدفع تيارات صعودية قوية بما يكفي لتشكيل سحب تراكمية، والتي تنتج ثم برقًا يشعل حرائق جديدة على بعد كيلومترات.
تاريخيًا، كانت pyroCbs صعبة المحاكاة لأن نماذج أنظمة الأرض تعمل بدقة خشنة، غالبًا ما تفوت الديناميكيات الدقيقة لأعمدة الدخان الناتجة عن الحرائق. من خلال دمج وحدات بدقة أعلى وربط انبعاثات الحرائق بعمليات الغلاف الجوي، تغلب الفريق على هذه التحديات. تبرز البحوث التزايد في تكرار مثل هذه الأحداث تحت التغير المناخي، مع ملاحظات تظهر ارتفاعًا في حالات pyroCb منذ العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين.
لهذا التقدم آثار على إدارة الحرائق وتوقع المناخ. يمكنه التنبؤ بشكل أفضل بانتشار الدخان وتأثيراته الإشعاعية، والتي يمكن أن تبرد الكوكب مؤقتًا بحجب أشعة الشمس. قال المؤلف المشارك البروفيسور أندرو بيتمن: "فهم pyroCbs أمر حاسم مع تصاعد حرائق الغابات؛ يمكن لنماذجنا الآن إرشاد السياسات حول تقليل الانبعاثات واستجابات الطوارئ." بينما يتحقق الدراسة من المحاكيات مقابل بيانات الأقمار الصناعية من حرائق سابقة، فإنها تؤكد الحاجة إلى تحسينات مستمرة لالتقاط الاختلافات الإقليمية.
بشكل عام، يسد العمل الفجوات في علم المناخ، مقدمًا أدوات لتقييم كيف يفاقم الاحترار الناتج عن الإنسان الشدائد النارية. مع تصاعد حرائق الغابات، تقدم هذه النماذج عدسة حيوية لتوقع المخاطر البيئية.