Skogsbränder har fångat rubriker runt om i världen de senaste åren. 2018 orsakade skogsbränder i Kalifornien rekordförstörelse och dödsfall. Men området de brände skulle förmörkas av bränder 2020. Några av dessa bränder dånade utom kontroll i flera veckor i en sträcka som sträckte sig över den amerikanska västkusten, från Kanada ner till Mexiko. Och ett överraskande utbrott 2020 av skogsbränder över Sibiriska Arktis förbrända gräsmarker och tundra.
Dessa intensiva och utbredda bränder oroar forskare. Och av många anledningar. Förutom att orsaka miljarder dollar i egendomsskador kan de radera livsmiljön för värdefulla vilda djur. De fyller också luften med kvävande föroreningar. Och när de brinner nära städer sätter de livet för hela samhällen i fara. Campbranden i november 2018 var den dödligaste i Kaliforniens historia. Inom några dagar utplånades 18 800 byggnader, inklusive stora delar av Paradise, Kalifornien. Vissa inferno brinner till och med så varmt att de kan skapa firenadoer.
Förklarare: Vad är aerosoler?
Men forskare är intresserade av dessa bränder av ännu en anledning. Den svarta kolrika röken som väller från deras lågor är gjord av sot och aska från brända träd, gräs och buskar. Den intensiva hettan från vissa inferno kan driva detta sot och aska till så höga höjder att det kan kringgå jordklotet. Och det värmande solljuset som absorberas av mörka partiklar på hög höjd når inte jordens yta.
Forskare hänvisar till dessa små luftburna partiklar av sot, damm med mera som aerosoler (AIR-oh-sahls). En viktig egenskap är hur väl de reflekterar ljus. Albedo är termen för detta. Snö och vit is har en hög albedo; de reflekterar mest ljus. Tjära och asfalt har en låg albedo, absorberar solens ljus, mest som värme. Så färgen på aerosoler är viktig.
Oavsett om vi är medvetna om dem eller inte, finns aerosoler överallt. Och de kan spela en stor roll i var solljus har sin största inverkan på jordens temperatur.
Klimattrenden mot stora skogsbränder
Många studier visar att intensiva skogsbränder blir allt vanligare. Delvis beror det på den globala uppvärmningen. Geert Jan van Oldenborgh ledde en av dessa studier. Han studerar extremväder vid Royal Netherlands Meteorological Institute i De Bilt.
Det är svårt att vara helt säker på vilka extrema händelser som beror på ett förändrat klimat. Men forskare har utvecklat ett forskningsfält – tillskrivningsvetenskap – för att göra det. Den försöker mäta hur troligt det var att en händelse skulle ha inträffat om klimatet inte hade värmts upp som det har gjort. Van Oldenborgh ledde en tillskrivningsstudie av de australiensiska bränderna 2019 och 2020.
“De australiensiska skogsbränderna orsakades av extremt väder”, säger han. “Så vi undersökte hur mycket mer extremt detta 'brandväder' har blivit på grund av den globala uppvärmningen.”
Rök som böljar av aktiv skogsbränder i Australien den 1 januari 2020. Rökmolnet från bränderna rör sig över Stilla havet österut. De röda prickarna visar platsen för bränderna.NOAA-NASA
Och den globala uppvärmningen gjorde dessa intensiva bränder minst 30 procent mer sannolika, fann de. “Det fanns en stark trend mot mer extrem hetta i regionen där skogsbränderna rasade”, rapporterar han. Klimatmodeller pekar också på att världen överlag blir varmare. “Den typ av väder som leder till dessa skogsbränder kommer att bli vanligare och vanligare”, säger han.
Västra USA fick smaka på det 2020. Bara i Kalifornien blev det fler än 9 600 skogsbränder. Tillsammans brände de ner nästan 1,7 miljoner hektar mark. En torr storm antände ett särskilt intensivt skogsinferno. Innan den släcktes hade den bränt 526 000 hektar (1,3 miljoner tunnland). Extremt torra jordar och borstar gjorde området särskilt sårbart.
Medan 2020 var ett rekordår för skogsbränder i Kalifornien, är den amerikanska trenden mot täta, intensiva bränder knappast ny. Varje år i detta land under det senaste decenniet har i genomsnitt 64 100 skogsbränder antänts. De har brunnit genom i genomsnitt 2,8 miljoner hektar årligen, enligt en rapport från den 4 december 2020 från Congressional Research Service.
Kalifornien har faktiskt drabbats särskilt hårt . Och en ny studie visar varför. Sedan 1980 fann man att medeltemperaturerna över hela staten har stigit med cirka 1 grad Celsius (1,8 grader Fahrenheit). Samtidigt har regn- och snöfall totalt minskat med nästan en tredjedel. Detta har lämnat enorma strängar i hela staten väldigt, väldigt torra. Detta stadigt värmande klimat orsakade inte statens bränder. Men det satte scenen för dem, fann den nya studien. Denna värme överdrev också stötarna när lågorna antändes. Michael Goss från Stanford University i Kalifornien och hans kollegor beskrev sin analys i 20 augusti 2020 Environmental Research Letters.
Modellering vilda, vilda bränder
Effekter på marken kan bli vita heta när bränder brinner genom vilda marker. Men ett resultat av dessa bränder kan vara en tillfällig och lokal kylning av klimatet som skapade dem. Det är slutsatsen från ett internationellt team av forskare.
Yiquan Jiang arbetar vid Nanjings universitet i Kina. Denna atmosfäriska forskare är en del av en grupp som nyligen undersökte hur aerosoler som spys ut av skogsbränder påverkar jordens temperaturer. De vände sig till en typ av datorprogram som kallas en klimatmodell.
Den använder matematik för att beskriva de processer som driver jordens klimat. Sedan varierar forskarna en eller flera funktioner i modellen. Kanske är det torrheten på ytborsten. Eller det kan också vara storleken på aerosoler, deras albedo eller hur högt de stiger upp i luften. Sedan kör forskare modellen för att förutsäga om, var och hur länge en brands rök kan värma eller kyla atmosfären.
Sådana datormodeller är ett utmärkt sätt för forskare att testa en teori. När de ändrar en funktion av röken, vädret eller markterrängen vid tidpunkten för branden, kan de se hur en annan funktion kan förändras. I denna studie ändrade Jiangs grupp mängden skogsbrandaerosoler. Sedan såg de hur jordens temperatur förändrades.
Dessa aerosoler kan antingen värma eller kyla luften. Den mörka färgen på brandaerosoler nära jordens yta kan resultera i att mer värme absorberas. Men totalt sett visade modellen från Jiangs team att rökaerosoler kyler atmosfären. När intensiva bränder driver mörka, sotiga aerosoler högt upp i luften, blandas de med moln och skyddar mestadels solens energi.
“Effekten på grund av kylning,” förklarar Jiang, “är mycket större än uppvärmning.” I genomsnitt över hela världen orsakar rökaerosoler mellan 50 och 300 procent mer kylning än de gör uppvärmning.
Forskarna beskrev sina fynd den 15 april 2020 i Journal of Climate.
Styrkan hos den klimatförändrande effekten av dessa brandaerosoler kommer att variera beroende på region, rapporterar Jiang. “För tropiska bränder, som i Australien eller Amazonas, kan brandaerosoler framkalla torka,” förklarade han. Däremot noterar han, där bränder brinner vidsträckta områden utanför tropikerna, som i Alaska eller Sibirien, “kan kyleffekten vara dominerande.”
Det finns fortfarande osäkerhet om hur väl en dator kan efterlikna verkliga världen. Programmen kan inte fånga varje liten detalj. Jiang medger att programmen måste förbättra hur väl de modellerar hur brandaerosoler interagerar med moln. Men resultaten av hans teams modell stämmer väl överens med observationer av aerosoler som spyddes ut av riktiga bränder. Det här är uppmuntrande, säger han. Det “hjälper till att säkerställa tillförlitligheten hos våra resultat.”
Men brandaerosoler kan också ha helt olika effekter när de faller tillbaka till jorden. Och det nedfallet kan ibland vara upp till en halv värld bort från där en brand ägde rum. Det är resultatet av en annan ny studie.`
Den fann att rök som släpptes över Indien steg högt i luften och kondenserades till aerosoler av sot och tjära. Dessa svepte österut in i Himalaya i Kina och Tibet. Där föll de till marken och mörknade snö och is. Dessa mörka aerosoler absorberade sedan solens värme. Och detta ledde till att glaciärer på hög höjd smälte.
Weijun Li är en atmosfärsforskare vid Zhejiang University i Hangzhou, Kina. Han och hans team rapporterade dessa fynd den 4 november 2020 i
Environmental Science & Technology Letters.När vulkanaska landar på snö kan dess relativt mörkare färg sänka snöns albedo. Detta inträffade vid berget Ruapehu i Nya Zeeland efter ett utbrott 2007. Denna process kan få snön att absorbera mer värme, vilket gör att den smälter snabbare.Nya Zeeland GeoNet; sponsrar EQC, GNS Science, LINZ, NEMA och MBIE
Så, brandaerosoler har en blandad effekt. De kan kyla atmosfären på höga höjder eller värma luften – och till och med smälta is – på jordens yta. Denna dubbla effekt är varför ingen skulle föreslå att bränder är ett bra sätt att kompensera för den globala uppvärmningen. Faktum är att forskare som Jiang noterar att all nedkylning troligtvis bara sker i den region där bränderna inträffar, inte över hela världen.
Van Oldenborgh i Nederländerna håller med. Han understryker att en löpelds effekter och risker till stor del kommer att ske på regional nivå. “Till exempel,” påpekar han, “i Sverige och Sibirien fann vi att det också kommer att bli en ökning av regn under sommaren.” Det kan minska effekterna av temperaturökningen. “I Kalifornien,” påpekar han, “fann andra forskare att sommarens skogsbränder påverkas av klimatförändringar. Men det är inte skogsbränder på våren.” Han tror också att de regionala effekterna av bränder inte kommer att göra mycket för att bromsa den globala uppvärmningen. “Mängden aerosoler från dessa bränder är fortfarande för liten för att ha mer än en lokal, kortlivad effekt.”
Det är bara en konstig ironi att det värmande klimatet som kan främja skogsbränder kan genomgå en tillfällig nedkylning när katastrofala skogsbränder bryter ut. När planeten värms upp och nya bränder flammar upp kommer forskare att fortsätta att utforska den stora effekten av små brandaerosoler som tillfälligt ockuperar vår atmosfär.
Leave a Reply