Forskare simulerar åskväder orsakade av skogsbränder i klimatmodeller
Forskare har uppnått ett genombrott genom att återskapa åskväder orsakade av skogsbränder, kända som pyrokumulonimbusmoln, i jordens systemmodeller för första gången. Denna simulering fångar hur intensiva buskbränder genererar allvarligt väder som kan sprida bränder längre. Arbetet förbättrar förståelsen av interaktioner mellan eld och atmosfär mitt i försämrande klimatförhållanden.
Ett team av forskare, ledda av forskare från University of New South Wales (UNSW) i Australien, har framgångsrikt modellerat bildandet av pyrokumulonimbus (pyroCb)-moln i globala jordens systemmodeller. Dessa åskväder uppstår från extrema skogsbränder och kan driva upp rök högt upp i stratosfären, vilket påverkar vädermönster och luftkvalitet långt bortom brandområdet. Studien, publicerad i Nature Climate Change i oktober 2023, markerar första gången sådana händelser har lösts i dessa komplexa modeller, som tidigare saknade nödvändig detalj på grund av beräkningsbegränsningar.
Genombrottet fokuserar på att simulera verkliga händelser, inklusive de förödande australiska buskbränderna 2019-2020. Under dessa bränder bildades pyroCbs över brinnande landskap, genererade egna åskväder och lyfte aerosoler till den övre atmosfären. "Detta är ett betydande steg framåt eftersom det låter oss utforska hur dessa eldgenererade stormar bidrar till långdistansspridning av bränder och globala klimatåterkopplingar", sa huvudförfattaren Dr. Sophie Ottmar från UNSW. Modellerna visar att intensiv värme från skogsbränder driver uppvindar starka nog för att bilda kumulonimbusmoln, som sedan producerar blixtar som tänder nya bränder kilometer bort.
Historiskt sett var pyroCbs svåra att simulera eftersom jordens systemmodeller arbetar med grova upplösningar, ofta missande de fina dynamikerna i brandplymer. Genom att integrera högre upplösningsmoduler och koppla brandemissioner med atmosfäriska processer övervann teamet dessa utmaningar. Forskningen belyser den ökande frekvensen av sådana händelser under klimatförändringar, med observationer som visar en ökning av pyroCb-förekomster sedan 2010-talet.
Denna utveckling har implikationer för brandhantering och klimatprognoser. Den möjliggör bättre prognoser för rökdispersions och dess radiativa effekter, som kan kyla planeten tillfälligt genom att blockera solljus. Medförfattaren professor Andrew Pitman noterade: "Att förstå pyroCbs är avgörande när skogsbränder intensifieras; våra modeller kan nu informera politik om utsläppsminskningar och nödsvar." Även om studien validerar simuleringarna mot satellitdata från tidigare bränder understryker den behovet av kontinuerliga förbättringar för att fånga regionala variationer.
Sammanfattningsvis överbryggar arbetet luckor i klimatvetenskapen och tillhandahåller verktyg för att bedöma hur människoskapad uppvärmning förvärrar brandextremer. När skogsbränder blir allvarligare erbjuder dessa modeller en vital lins för att förutse miljö risker.