تسببت حرائق الغابات الهائلة في أستراليا في حدوث شذوذ دراماتيكي في درجة الحرارة في طبقة الستراتوسفير

جبل منفرد يحترق في الجبال الزرقاء ، أستراليا. (lovleah / iStock / Getty Images Plus)

مساحات شاسعة من البرية وحياة مليارات الحيوانات انقرضت في الرماد والدخان خلال أستراليا الصيف الأسود حرائق الغابات. اختنق الضباب الناتج مدن أساسيه ، أثار الطوارئ الصحية القاتلة ، وتحولت الأنهار الجليدية البعيدة البني .

لقد تتبع الباحثون الآن بشكل مباشر كيف ساهمت بعض هذه الكتلة الحيوية المحترقة في أكبر ارتفاع في درجة حرارة الستراتوسفير منذ ثلاثة عقود ، كما تسببت أيضًا في التلاعب بالقطب الجنوبي. الأوزون الفجوة.

الجمع بين بيانات الأقمار الصناعية من خلال الملاحظات السطحية لسلوك الهباء الجوي في نماذج الكمبيوتر ، تمكن خبير الإحصاء بجامعة إكستر ليلي داماني بيرس وزملاؤه من اكتشاف الدخان أثناء طفوه عالياً في الغلاف الجوي لكوكبنا.

استهلكت الحرائق أكثر من 5.8 مليون هكتار من الحياة وكانت من الغضب الشديد الذي شكلته أنظمة الطقس الخاصة ، بما في ذلك العواصف الرعدية المليئة بالدخان ( pyrocumulonimbus ) التي استمرت لأيام متتالية.

كما أوضح الباحثون ، قامت هذه الأنظمة ودواماتها بضخ الدخان إلى ارتفاعات عالية بشكل ملحوظ ، حيث تقوم أشعة الشمس بتسخين الجسيمات المظلمة وتسببها في الارتفاع أكثر ، في عملية تسمى ذاتية الارتفاع.

وصلت الدوامة الأولى ، التي تم اكتشافها في 31 ديسمبر 2019 ، إلى ارتفاع 16 كيلومترًا (حوالي 10 أميال). ثم تم اكتشاف عمود آخر من 12 يناير 2020 في نهاية المطاف على ارتفاع 35 كم في السماء - في طبقة الستراتوسفير - واستمر لمدة تصل إلى شهرين.

'على مدار شهر ، انجرف عمود الهباء الجوي عبر جنوب المحيط الهادئ وتم اكتشافه بوضوح في طبقة الستراتوسفير بواسطة [أداة ناسا] CALIOP بالإضافة إلى أجهزة ليدار على السطح ومقاييس ضوئية للشمس تعمل من الطرف الجنوبي لأمريكا الجنوبية ،' الفريق يكتب في ورقتهم .

خلال هذا الوقت كان هناك ارتفاع مفاجئ في متوسط ​​درجة الحرارة العالمية في الستراتوسفير بمقدار 0.7 درجة مئوية (1.8 درجة فهرنهايت).

استمرت درجات الحرارة الشاذة لمدة أربعة أشهر ، وأظهرت النمذجة المناخية للباحثين أنه لا يمكن تفسير درجات الحرارة بدون حقن 0.81 تيراغرام من جزيئات الدخان التي اكتشفتها الأقمار الصناعية في الستراتوسفير.

كان هذا أكبر ارتفاع في درجة الحرارة في الستراتوسفير على الأرض منذ ثوران بركان كبار بركان عام 1991 ، داماني ‑ بيرس وفريقه ملاحظة .

في حين أن سطح الكوكب برد بنحو نصف درجة مئوية بفضل السحب المنتشرة للجسيمات التي تمنع ضوء الشمس ، فإن امتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة الجزيئات الموجودة في الستراتوسفير تسبب في الواقع في ارتفاع درجة حرارة تلك الطبقة من الغلاف الجوي بشكل كبير.

من المعروف أيضًا أن الهباء الجوي من البراكين التي يتم إطلاقها في الغلاف الجوي من الانفجارات البركانية مثل هذه تستنفد طبقة الأوزون ، وأظهرت الدراسات الحديثة يمكن للجسيمات الناتجة عن حرائق الغابات أن تفعل ذلك أيضًا .

التفاعلات الكيميائية التي تحدث على سطح جزيئات الدخان تستهلك جزيئات الأوزون. لذلك قام الباحثون برسم خريطة التوزيع العمودي للأوزون في نصف الكرة الجنوبي في عام 2020 ووجدوا المزيد من الأدلة على استنفاد الأوزون الناجم عن الدخان.

انتهى الأمر بجزيئات الدخان إلى زيادة مدة ثقب الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية وتعطيل الدوامة القطبية القطبية ، والتي تبدأ عادةً في الانهيار قرب نهاية الربيع.

'يعمل استنفاد الأوزون على زيادة قوة الدوامة القطبية ، من خلال تقليل التسخين في الستراتوسفير وتوازن الرياح الحرارية ، مما يوفر ردود فعل إيجابية يبدو أنها تؤخر انهيار الدوامة القطبية ،' داماني ‑ بيرس وزملاؤها يشرح في ورقتهم.

وهذا بدوره ساهم في إطالة ثقب الأوزون الذي لوحظ في عام 2020. '

ثقب الأوزون في القطب الجنوبي وصلت إلى ما يقرب من المستويات القياسية في عام 2020 والآن نحن نعرف السبب. كشف البحث الجديد كيف أثرت هذه التغييرات التي يسببها الدخان أيضًا على درجات الحرارة تقوية الدوامة القطبية . وقد أدى ذلك إلى ربيع عام 2020 البارد بشكل غير عادي في نصف الكرة الجنوبي.

في هذه الأثناء ، بالقرب من سطح الأرض ، طاف المزيد من جزيئات الدخان المسببة للمشاكل فوق المحيط وسقطت في البحر ، مما دفع العوالق إلى تغذية جنون إنجابي أدى إلى حدوث ازدهار خانق لهذه الكائنات الحية الدقيقة أكبر من قارة منشأ الدخان.

ما يقرب من ثلاث سنوات و عدة ضخمة في وقت لاحق ، أصبح من المقلق أكثر من أي وقت مضى أن نرى ما يمكن أن تحدثه أعمدة ضخمة من دخان حرائق الغابات بشكل مذهل.

تم نشر هذا البحث في تقدم العلم .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.