Дым от лесных пожаров в верхних слоях атмосферы может охлаждать климат

Интенсивные лесные пожары могут создавать собственные грозы, которые, подобно гигантским дымоходам, выбрасывают дым на высоту до 16 километров. Попадая в верхние слои тропосферы и нижние слои стратосферы, эти шлейфы могут сохраняться неделями, но их влияние на климат до конца не изучено.

Спутниковые наблюдения за грозами, вызванными лесными пожарами, и шлейфом дыма. Эти изображения сделаны 16 июня 2022 года во время активного пожара в Нью-Мексико. Автор: NOAA GOES Satellite

Команда атмосферных ученых из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук (SEAS) провела уникальное исследование, непосредственно наблюдая за свежим дымом от пожара в верхних слоях тропосферы на высоте около 14,5 км. В исследовании, опубликованном в Science Advances, сообщается, что необычно крупные частицы, обнаруженные в высокогорном шлейфе, оказывали значительный охлаждающий эффект на этот регион.

Мы видим всё больше и больше лесных пожаров в Канаде, на западе США, по всему миру. Нас особенно интересует, каково их влияние на климат, и, как следствие, на состав атмосферы — например, на стратосферный озоновый слой, который защищает нас от ультрафиолетового излучения, — сказал старший автор исследования Фрэнк Койч.

Используя высотный самолет NASA ER-2, оснащенный специальным оборудованием, ученые смогли детально измерить шлейф всего через пять дней после пожара в Нью-Мексико в июне 2022 года. Внутри молодого шлейфа они обнаружили аэрозольные частицы диаметром около 500 нанометров, что вдвое больше, чем у типичного дыма на меньших высотах.

Моделирование показало, что в этой области атмосферы, где воздух перемешивается очень медленно, частицы дыма остаются сконцентрированными и чаще сталкиваются, эффективно слипаясь и увеличиваясь в размерах. Эти более крупные частицы отражали солнечный свет обратно в космос на 30–36% эффективнее, чем мелкие частицы, создавая более сильный охлаждающий эффект.

Наше исследование дает новое понимание того, как частицы из этих специфических явлений — гроз, вызванных лесными пожарами, — влияют на энергетический баланс Земли, — отметил ведущий автор Яовэй Ли.

Этот эффект в настоящее время не учитывается в климатических моделях, и его включение может иметь важные последствия для прогнозирования будущего климата.