حريق متنزه كاليفورنيا يتسبب في ظهور سحب دخانية رعدية

تم نشر هذه القصة في الأصل بواسطة غريست. اشترك في النشرة الإخبارية الأسبوعية لجريست هنا.

مع احتراق 600 ميل مربع حتى الآن، يعد حريق بارك بالفعل أحد أكبر حرائق الغابات في كاليفورنيا على الإطلاق – ولا يزال بعيدًا عن الاحتواء. وتسببت الرياح القوية في احتراق النيران للنباتات المجففة، مما أدى إلى تصاعد الدخان عاليا في الغلاف الجوي. في الواقع، الكثير من الدخان والهواء الساخن المتصاعد، أدى إلى خلق أعاصير نارية وواحدة من أغرب الظواهر الطبيعية على وجه الأرض: السحابة الركامية الركامية، أو pyroCb.

إنها سحابة دخانية رعدية تجعل من حرائق الغابات الخطيرة مثل حريق بارك، المشتعل في الجزء الشمالي من الولاية، أكثر صعوبة في التنبؤ بها. يمكن لـ PyroCbs إنتاج البرق الذي يستمر في إشعال المزيد من الحرائق حول الحريق نفسه الذي تسبب في السحب. ومع ارتفاع درجة حرارة الكوكب، يبدو أن البيروكبس قد أصبح أكثر شيوعًا، نظرًا لأنه نتج عن أكبر وأعنف حرائق الغابات، والتي تزداد سوءًا في حد ذاتها. قال راجان تشاكرابارتي، عالم الهباء الجوي الذي يدرس السحب في جامعة واشنطن في سانت لويس: “إن PyroCbs عبارة عن ثورانات ضخمة تشبه البراكين تقريبًا”. “تخلق هذه البيروكبس طقسًا ناريًا خاصًا بها.”

نما The Park Fire بشكل كبير بسبب اتباع نظام غذائي يعتمد على الوقود شديد الجفاف. لم يحترق هذا الجزء من كاليفورنيا منذ عقود، لذلك تراكمت الكثير من الحياة النباتية وجفت تحت شمس الصيف. وقد ساعدت الرطوبة المنخفضة للغاية على امتصاص الرطوبة القليلة المتبقية في الغطاء النباتي، مما يحول المناظر الطبيعية إلى كومة من الاشتعال.

مثل هذا الحريق الكبير والمكثف يمثل أرضًا خصبة لـ pyroCbs – أعجوبة فيزياء الحرائق. عندما يشتعل حريق مثل حريق بارك فاير – ويحترق بشكل أكثر شراسة بفضل تغير المناخ الذي ينتج عنه درجات حرارة أعلى ووقود أكثر جفافًا – ترتفع الحرارة الناتجة عن النيران، مما يدفع جزيئات الدخان إلى ارتفاع عشرات الآلاف من الأقدام في الغلاف الجوي. ومع ارتفاع الهواء، فإنه يبرد ويتوسع. ثم يتكثف الماء على جزيئات الدخان، وتتشكل السحابة.

تشكل كتل الهواء المرتفعة في pyroCb نوعًا من الفراغ على مستوى الأرض، والذي يمتص المزيد من الهواء، مما يولد رياحًا تشجع على انتشار النيران. تستهلك حرائق الغابات الأكثر كثافة الكثير من الأكسجين لدرجة أنها يمكن أن تخنق نفسها إلى حد ما، لكن رياح pyroCb تضخ المزيد من الغاز إلى العاصفة النارية. وقال دانييل سوين، عالم المناخ في جامعة كاليفورنيا والمركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي، إنها “عملية تديم نفسها بنفسها”. “لأنه كلما كان أكثر كثافة، كلما زاد تدفق الأكسجين، مما يعني أنه كلما كان أكثر كثافة، مما يعني زيادة تدفق الأكسجين. لذلك يمكنك أن ترى كيف تسير الأمور.”

وفي الوقت نفسه، يمكن أن يخلق البيرو سي بي الشاهق تيارًا هابطًا، مما يجعل الرياح على السطح غير قابلة للتنبؤ بها. وقال بايتون بيلر، عالم الغلاف الجوي الذي يدرس الكتل الحرارية في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني في ريتشلاند بواشنطن: “يسبب الحمل الحراري الكثير من الفوضى، لذلك يصبح من الصعب للغاية التنبؤ بالمكان الذي يأتي منه الهواء ويتحرك إليه”. وهذا بدوره يؤدي إلى سلوك ناري فوضوي، حيث تدفع تلك الرياح ألسنة اللهب عبر المناظر الطبيعية بسرعات مختلفة وفي اتجاهات مختلفة.

ينتقل الدخان المنبعث من pyroCb إلى ما هو أبعد من الحريق الذي أحدثه. وقال بيلر: “بعض الهباء الجوي الذي يتم حقنه في طبقة التروبوسفير العليا أو طبقة الستراتوسفير السفلية يميل إلى البقاء لمدة تصل إلى ستة إلى ثمانية أشهر”. “ويمكن نقلها عبر نصفي الكرة الأرضية بشكل أساسي.”

الكربون الأسود من سحابة pyroCb لا يتصرف تمامًا هناك أيضًا. في بحث نُشر الأسبوع الماضي في مجلة Nature Communications، وجد بيلر أن الكربون الأسود الناتج عن pyroCb يمتص ما يصل إلى ضعف كمية ضوء الشمس المرئي مثل الكربون الأسود الناتج عن الحرائق الصغيرة أو من المصادر الحضرية، مثل حرق الفحم. قال بيلر: “تميل الجسيمات الموجودة في عمود pyroCb إلى أن تحتوي على طبقات سميكة جدًا من المواد العضوية، وهذا يختلف عن الكربون الأسود من المصادر الأخرى”.

مما يزيد من امتصاص الضوء ويرفع درجات الحرارة في الغلاف الجوي. وقال تشاكرابارتي، الذي شارك في تأليف الورقة البحثية مع بيلر: “إنها مثل سترة سوداء، فهي تمتص كل أشعة الشمس وتدفئ المنطقة المحيطة بها”.

ومع ذلك، لا يزال العلماء لا يفهمون سبب حدوث ذلك في سحب pyroCb. ربما يكون هناك شيء مميز حول الطريقة التي تشتعل بها حرائق الغابات التي تنتجها pyroCb، أو أن هناك عملية ثانوية تجري داخل السحابة لتغليف الجزيئات بمزيد من المواد العضوية. (المواد العضوية في هذه الحالة تأتي من احتراق النباتات بالنار).

سؤال آخر لم تتم الإجابة عليه هو ما إذا كانت سحب pyroCb أكثر شيوعًا بالفعل بسبب تغير المناخ الذي يؤدي إلى حرائق الغابات، أو ما إذا كان العلماء يتحسنون في اكتشافها باستخدام الأقمار الصناعية، أو مزيج من الاثنين. ظهرت أعمدة PryoCb في جميع أنحاء العالم، من أستراليا إلى سيبيريا، حيث يصبح الوقود أكثر جفافًا وترتفع درجات الحرارة. وقد أدت الحرائق الهائلة في كندا هذا الصيف إلى تكاثرها أيضًا. وقال بيلر: “يبدو أنها تحدث بشكل متكرر”. “سواء كان ذلك نتيجة لارتفاع درجة حرارة المناخ والتعرف بشكل أفضل، أعتقد أنه من المحتمل أن يكون كلاهما. ولكن يبدو أن التأثيرات طويلة الأمد وطويلة المدى.”

ظهرت هذه المقالة في الأصل في Grist على https://grist.org/science/california-park-fire-spawning-smoke-thunderclouds-pyrocumulonimbus/. غريست هي منظمة إعلامية مستقلة غير ربحية مكرسة لسرد قصص الحلول المناخية والمستقبل العادل. تعرف على المزيد على Grist.org