Las tormentas eléctricas generadas por un grupo de incendios forestales gigantes en 2017 inyectaron el equivalente en aerosol de un pequeño volcán 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 u hollín en el humo fue clave para el rápido aumento de la columna:el hollín absorbió la radiación solar, calentando el aire circundante y permitiendo que la pluma se eleve rápidamente.

Las ondulantes nubes de humo brindaron 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 de modelos de la columna de humo. Eso nos ayudó a comprender por qué la columna de humo se elevó tanto y persistió durante tanto tiempo, que se puede aplicar a otras inyecciones de aerosol estratosférico, como de volcanes o explosiones nucleares, "dijo la científica de la NOAA Karen Rosenlof, miembro del equipo de autores que también incluía científicos de CU Boulder, Investigación naval, Rutgers y otras instituciones. Los hallazgos fueron publicados hoy en la revista. Ciencias .

Durante el verano de 2017, Los incendios forestales arrasaron el noroeste del Pacífico. El 12 de agosto en Columbia Británica, un grupo de incendios y las condiciones climáticas ideales produjeron cinco altísimas nubes de humo o nubes pirocumulonimbos casi simultáneas que elevaron el humo hacia la estratosfera. Dentro de dos meses, la columna se elevó desde su altura inicial de unos 12 km hasta 23 km y persistió en la atmósfera durante mucho más tiempo; los satélites podían detectarla incluso después de ocho meses.

"El humo del incendio forestal fue un caso de estudio ideal para nosotros porque fue muy bien observado por los satélites, "dijo el autor principal Pengfei Yu, ex científico del CIRES en NOAA, ahora en el Instituto de Investigación del Medio Ambiente y el Clima de la Universidad de Jinan en Guangzhou, Porcelana.

Instrumentos en dos satélites, la Estación Espacial Internacional y el CALIPSO de la NASA, y en el espectrómetro de partículas ópticas impresas transportado por globos de la NOAA, o POPS, proporcionó las medidas de aerosol que los investigadores necesitaban.

Yu y sus colegas compararon esas observaciones con los resultados de un modelo de clima y química global para obtener una coincidencia de qué tan alto se elevó el humo y cuánto tiempo duró en la atmósfera. Con mediciones de la tasa de subida y evolución de la columna de humo, los investigadores pudieron estimar la cantidad de carbono negro en el humo y la rapidez con la que se destruyó el material particulado orgánico en la estratosfera.

Descubrieron que el rápido aumento de la columna solo podía explicarse por la presencia de carbón negro u hollín, que comprendía aproximadamente el 2 por ciento de la masa total del humo. El hollín absorbió la radiación solar, calentó el aire circundante y empujó la columna hacia la atmósfera.

Próximo, el equipo modeló la degradación de la columna de humo en la atmósfera. Descubrieron que para imitar la tasa de descomposición observada del humo durante la columna de varios meses, tenía que haber una pérdida relativamente lenta de carbono orgánico (a través de procesos fotoquímicos) que los estudios previos del invierno nuclear habían supuesto que era muy rápida.

"Comprendemos mejor 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, un científico de la NOAA y uno de los 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 los hallazgos significan para los impactos climáticos de las explosiones nucleares, que incluyen un impacto de enfriamiento severo denominado "invierno nuclear". Al modelar 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 hasta la estratosfera.

"Si bien se predijo el aumento del humo en la década de 1980, el incendio de 2017 en la Columbia Británica es la primera vez que se observa, "Dijo Toon.

"Fue emocionante recibir la confirmación, "Añadió Robock.

Es más, las observaciones detalladas realizadas durante el incendio de 2017, como la persistencia de materia orgánica algo más larga de lo esperado, están impulsando más modelos, los dos notaron. Es posible que los impactos de enfriamiento de un invierno nuclear duren algo menos de lo que los modelos han predicho hasta la fecha. Toon dijo:pero el trabajo está en curso.