W ostatnich latach pióropusze dymu pełzające w górę z zachodnich pożarów lasów stały się wyższe, z większą ilością dymu i aerozoli unoszących się, gdzie mogą rozprzestrzeniać się dalej i wpływać na jakość powietrza na większym obszarze. Prawdopodobną przyczyną jest zmiana klimatu, ze zmniejszonymi opadami i zwiększoną suchością w zachodnich Stanach Zjednoczonych, która nasila pożary.
„Jeśli te trendy utrzymają się w przyszłości”, mówi Kai Wilmot, doktor habilitowany w Departamencie Nauk o Atmosferze na Uniwersytecie Utah, „sugerowałoby to, że zwiększona aktywność pożarów w zachodniej części Stanów Zjednoczonych prawdopodobnie będzie odpowiadać coraz częstszemu pogorszeniu jakości powietrza na skalę lokalną do kontynentalnej”.
Badanie jest publikowane w Scientific Reports i wspierane przez interdyscyplinarną giełdę EXchange for Utah Science lub NEXUS na Uniwersytecie Utah.
Wysokość dymu
Aby ocenić trendy w wysokości pióropuszy dymu, koledzy z Wilmot i U Derek Mallia, Gannet Haller i John Lin przeprowadzili modelowanie aktywności pióropuszów dla około 4,6 miliona pióropuszów w zachodnich Stanach Zjednoczonych i Kanadzie w latach 2003-2020. tam, gdzie ekosystemy są podobne, jak Wielki Basen, Płaskowyż Kolorado oraz góry Wasatch i Uinta w stanie Utah), naukowcy szukali trendów w maksymalnej wysokości pióropusza dymu mierzonej w sierpniu i wrześniu w każdym regionie każdego roku.
W ekoregionie Sierra Nevada w Kalifornii zespół odkrył, że maksymalna wysokość pióropusza wzrastała średnio o 230 m rocznie. W czterech regionach maksymalne wysokości pióropuszy wzrosły średnio o 320 stóp (100 m) rocznie.
Czemu? Wilmot twierdzi, że wysokość pióropusza to złożona interakcja między warunkami atmosferycznymi, rozmiarem pożaru i ciepłem uwalnianym przez ogień.
„Biorąc pod uwagę tendencje związane z klimatem w kierunku rosnącej suchości atmosferycznej, zmniejszającego się śniegu, wyższych temperatur itp., obserwujemy większe i bardziej intensywne pożary w zachodnich Stanach Zjednoczonych” – mówi. „A więc daje nam to większe obszary spalania i bardziej intensywne pożary”.
Naukowcy wykorzystali również model symulacji pióropusza dymu, aby oszacować masę pióropuszy i przybliżyć trendy w ilości aerozoli wyrzucanych do atmosfery przez pożary… które również rosną.
Model symulacji dymu oszacował również występowanie chmur Pyrocumulonimbus – zjawiska, w którym smugi dymu zaczynają tworzyć burze i własne systemy pogodowe. W latach 2017-2020 w sześciu ekoregionach pojawiły się pierwsze znane chmury pirocumulonimbus, a trend sugeruje coraz częstszą aktywność pirocumulonimbusa na płaskowyżu Kolorado.
Wyższe pióropusze wysyłają więcej dymu na wyższe wysokości, gdzie może rozprzestrzeniać się dalej, mówi John Lin, profesor nauk o atmosferze.
„Kiedy dym unosi się na większe wysokości, może być transportowany na większe odległości, pogarszając jakość powietrza w szerszym regionie” – mówi. „Dym z pożaru może więc zmienić się z bardziej lokalnego problemu w problem regionalny, a nawet kontynentalny”.
Czy trendy przyspieszają?
Niektóre z najbardziej ekstremalnych sezonów pożarowych miały miejsce w ostatnich latach. Czy to oznacza, że tempo pogarszającego się trendu pożarowego przyspiesza? Za wcześnie, żeby to stwierdzić, mówi Wilmot. Potrzebne będą dodatkowe lata danych, aby stwierdzić, czy coś się zmieniło.
„Wiele z najbardziej ekstremalnych punktów danych przypada na lata 2017-2020, a niektóre z wartości 2020 absolutnie górują nad resztą szeregów czasowych” – mówi. „Ponadto, biorąc pod uwagę to, co wiemy o sezonie pożarów w 2021 r., wydaje się prawdopodobne, że analiza danych z 2021 r. będzie dalej wspierać to odkrycie”.
W ekoregionie Wasatch i Uinta Mountains w stanie Utah, trendy dotyczące wysokości pióropuszy i ilości aerozolu rosną, ale tendencje nie są tak silne jak w Kolorado czy Kalifornii. Dym z sąsiednich stanów jednak często rozlewa się do górskich basenów Utah.
„Jeśli chodzi o same trendy w pióropuszach, nie wydaje się, aby Utah było epicentrum tego problemu” – mówi Wilmot. „Jednak biorąc pod uwagę naszą pozycję jako generalnie zawietrzną Kalifornii, trendy dotyczące wysokości pióropuszy i emisji pożarów w Kalifornii sugerują rosnące ryzyko dla jakości powietrza w stanie Utah w wyniku pożarów na Zachodzie”.
Wilmot mówi, że chociaż są pewne rzeczy, które ludzie mogą zrobić, aby pomóc tej sytuacji, jak zapobieganie pożarom spowodowanym przez człowieka, zmiany klimatyczne są znacznie większą i silniejszą siłą napędzającą tendencje do mniejszej ilości opadów, większej suchości i bardziej intensywnych pożarów na Zachodzie.
„W rzeczywistości niektóre z nich [climate change] skutki są już zapieczone, nawet jeśli ograniczymy emisje teraz” – dodaje Wilmot. „Wygląda na to, że w tej chwili w dużej mierze jesteśmy gotowi do jazdy”.