Las tormentas eléctricas generadas por un grupo de incendios forestales gigantes en 2017 inyectaron un pequeño volcán en forma de aerosol en la estratosfera, creando una columna de humo que duró casi nueve meses. Los investigadores de CIRES y NOAA que estudiaron la columna encontraron que el carbón negro o el hollín en el humofue clave para el rápido ascenso de la columna: el hollín absorbió la radiación solar, calentando el aire circundante y permitiendo que la columna se elevara rápidamente.
Las nubes de humo ondulantes proporcionaron a los investigadores una oportunidad ideal para probar modelos climáticos que estiman cuánto tiempo persistiría la nube de partículas: después de alcanzar una altitud máxima de 23 km, la columna de humo permaneció en la estratosfera durante muchos meses.
Estos modelos también son importantes para comprender los efectos climáticos de la guerra nuclear o la geoingeniería.
"Comparamos las observaciones con los cálculos del modelo de la columna de humo. Eso nos ayudó a entender por qué la columna de humo se elevó tanto y persistió tanto tiempo, que puede aplicarse a otras inyecciones de aerosoles estratosféricos, como los volcanes o las explosiones nucleares", dijoLa científica de NOAA Karen Rosenlof, miembro del equipo de autores que también incluyó a científicos de CU Boulder, Naval Research, Rutgers y otras instituciones. Los hallazgos se publicaron hoy en la revista ciencia .
Durante el verano de 2017, los incendios forestales se extendieron por el noroeste del Pacífico. El 12 de agosto en Columbia Británica, un grupo de incendios y condiciones climáticas ideales produjeron cinco nubes de humo elevadas casi simultáneas o nubes de pirocumulonimbos que elevaron el humo hacia la estratosfera.En dos meses, el penacho se elevó desde su altura inicial de aproximadamente 12 km hasta 23 km y persistió en la atmósfera durante mucho más tiempo: los satélites podrían detectarlo incluso después de ocho meses.
"El humo del incendio forestal fue un estudio de caso ideal para nosotros porque fue muy bien observado por los satélites", dijo el autor principal Pengfei Yu, un ex científico de CIRES en NOAA, ahora en el Instituto de Investigación del Medio Ambiente y el Clima de la Universidad de Jinan enGuangzhou, China.
Los instrumentos en dos satélites, la Estación Espacial Internacional y el CALIPSO de la NASA, y en el Espectrómetro de Partículas Ópticas Impresas en globo, o POPS, de la NOAA, proporcionaron las mediciones de aerosol que los investigadores necesitaban.
Yu y sus colegas compararon esas observaciones con los resultados de un modelo global de clima y química para obtener una coincidencia de cuán alto subió el humo y cuánto tiempo duró en la atmósfera. Con mediciones de la tasa de aumento y la evolución de la columna de humo, los investigadores pudieron estimar la cantidad de carbono negro en el humo y la rapidez con que el material particulado orgánico se destruyó en la estratosfera.
Descubrieron que el rápido aumento del penacho solo podía explicarse por la presencia de carbón negro o hollín, que comprendía aproximadamente el 2 por ciento de la masa total del humo. El hollín absorbía la radiación solar, calentaba el aire circundante y obligaba al penacho a elevarse.en la atmósfera.
Luego, el equipo modeló la degradación de la columna de humo en la atmósfera. Descubrieron que para imitar la tasa de descomposición observada del humo sobre la columna de varios meses, tenía que haber una pérdida relativamente lenta de carbono orgánico a través de procesos fotoquímicos que estudios previos de invierno nuclear habían supuesto ser muy rápidos
"Tenemos una mejor comprensión de cómo nuestros modelos representan el humo. Y como podemos modelar este proceso, sabemos que podemos modelar otros procesos relacionados con aerosoles en la atmósfera", dijo Ru-Shan Gao, científico de NOAA y uno delos coautores del artículo.
Brian Toon de CU Boulder y Alan Robock de la Universidad de Rutgers, también coautores del nuevo artículo, están particularmente interesados en lo que significan los hallazgos para los impactos climáticos de las explosiones nucleares, que incluyen un fuerte impacto de enfriamiento denominado "invierno nuclear".Como modelo de los impactos climáticos de la guerra nuclear, Toon, Robock y otros han esperado durante mucho tiempo que los incendios masivos crearían columnas de humo que también podrían elevarse a la estratosfera.
"Si bien se pronosticó el aumento del humo en la década de 1980, el incendio de 2017 en Columbia Británica es la primera vez que se observa", dijo Toon.
"Fue emocionante obtener confirmación", agregó Robock.
Además, las observaciones detalladas realizadas durante el incendio de 2017, como la persistencia de la materia orgánica algo más larga de lo esperado, están alimentando más modelos, señalaron los dos. Es posible que los efectos de enfriamiento de un invierno nuclear puedan durarToon dijo que es algo menos largo de lo que los modelos han predicho hasta la fecha, pero el trabajo está en curso
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Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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