No se trata solo de qué tan calientes arden los fuegos, sino también de dónde arden lo que importa. Durante la reciente temporada de incendios extremos en Australia, que comenzó en 2019 y se quemó hasta 2020, millones de toneladas de partículas de humo se liberaron a la atmósfera. La mayoría de esas partículas siguieron un patrón típico, asentarse en el suelo después de un día o una semana; sin embargo, los creados en los incendios que ardían en un rincón del país lograron cubrir todo el hemisferio sur durante meses. Un par de científicos israelíes lograron rastrear los desconcertantes picos de enero y febrero de 2020 en una medida de neblina cargada de partículas en esos incendios, y luego, en un artículo publicado recientemente en Ciencias , descubrieron la "tormenta perfecta" de circunstancias que barrieron las partículas emitidas por esos incendios hacia la atmósfera superior y las esparcieron por todo el hemisferio sur.

Las partículas que llegan a la estratosfera, la capa superior de la atmósfera, suelen llegar allí a través de erupciones volcánicas. La ceniza emitida en las erupciones más extremas oscurece el sol y enfría el planeta, además de producir espectaculares atardeceres. Prof. Ilan Koren del Departamento de Ciencias Planetarias y Terrestres del Instituto Weizmann de Ciencias, quien realizó el estudio junto con su antiguo alumno, Dr. Eitan Hirsch, ahora es el Jefe de la División de Ciencias Ambientales del Instituto de Investigación Biológica de Israel en Ness Tziona, había notado un aumento extremo en una medida satelital de la carga de partículas en la atmósfera llamada AOD, o profundidad óptica de aerosol. En enero de 2020, esas medidas, representado en desviaciones estándar, mostró una desviación tres veces superior a la normal, algunas de las lecturas más altas jamás obtenidas, más altos incluso que los del monte Pinatubo en 1991. Pero el momento no coincidió con ninguna actividad volcánica. Se preguntaron si los incendios podrían ser los culpables, aunque es raro que el humo de los incendios escape de la capa inferior de la atmósfera conocida como troposfera en cantidades significativas. La troposfera se extiende desde el suelo hasta una altura de varios kilómetros, y si las partículas de humo logran elevarse tan alto, chocan contra una capa de inversión llamada tropopausa que actúa como una especie de techo entre la troposfera y la estratosfera.

Trabajando hacia atrás y usando datos de varios satélites, incluso, además de AOD, Lecturas LIDAR que revelaron cómo las partículas se distribuían verticalmente en "rodajas" de atmósfera, los dos pudieron demostrar que la fuente de los picos eran los incendios forestales, específicamente los que ardían en el sureste de Australia. Un análisis más detallado de los datos satelitales reveló que la amplia banda de neblina en la estratosfera se extendía hasta cubrir el hemisferio sur. alcanzando su punto máximo de enero a marzo y persistiendo hasta julio; alcanzando todo el camino alrededor y de regreso a la costa oeste de Australia.

¿Cómo penetraron estas partículas de humo a través del techo de la tropopausa y por qué proceden de estos incendios y no de los demás? Una pista dice Hirsch, acostarse en otro, incendio forestal distante que había ocurrido hace varios años en Canadá. Luego, también, se habían registrado altos niveles de AOD. Ambos incendios ocurrieron en latitudes altas, lejos del ecuador.

La altura de la troposfera se reduce en estas latitudes:sobre los trópicos, su techo superior puede alcanzar hasta 18 km sobre la superficie, mientras que en algún lugar por encima del paralelo 45, norte y sur, da un paso repentino hasta unos 8-10 km de altura. Entonces, el primer elemento que permitió el vuelo transcapa de las partículas fue simplemente tener menos atmósfera para cruzar.

Las nubes de pirocúmulos —nubes alimentadas por la energía de los incendios— fueron consideradas como un medio para transportar humo a la estratosfera. Sin embargo, al inspeccionar los datos del satélite, Hirsch y Koren notaron que las nubes de pirocumulus se formaron solo durante una pequeña fracción de la duración de los incendios, y se vieron principalmente sobre los incendios que ardían en la parte central de la costa. En otras palabras, estas nubes no pudieron explicar las grandes cantidades que se encuentran transportadas a la estratosfera, y faltaba un mecanismo adicional para levantar el humo a sotavento de las fuentes.

Esto trae a colación el segundo elemento:los patrones climáticos en la franja conocida como el cinturón ciclónico de latitud media que atraviesa el extremo sur de Australia, una de las regiones más tormentosas del planeta. El humo fue primero advectado (movido horizontalmente) por los vientos predominantes en la atmósfera inferior hacia el Océano Pacífico, y luego parte de ella convergió en las nubes convectivas profundas allí y se elevó en el núcleo de las nubes a la estratosfera. Un interesante mecanismo de retroalimentación conocido como "vigorización de las nubes por aerosoles" puede profundizar aún más las nubes. En un estudio anterior, los autores habían demostrado que en condiciones tales como el medio ambiente prístino sobre el Océano Austral, las nubes convectivas están "limitadas por aerosoles". Los niveles elevados de humo podrían actuar como núcleos de condensación de nubes, permitiendo que las nubes se desarrollen más profundamente y aumentando así el número de nubes que pueden penetrar la tropopausa e inyectar el humo en la estratosfera.

Arriba en la estratosfera las partículas se encontraron en un mundo diferente al que acababan de dejar. Si abajo estuvieran a merced de corrientes de aire mezcladas y agitadas, arriba en la parte superior el aire se mueve en un constante, moda lineal. Es decir, había una fuerte corriente, y los estaba moviendo hacia el este sobre el océano a Sudamérica y de regreso sobre el Océano Índico hacia Australia, y asentarse lentamente alrededor de todo el hemisferio. "La gente en Chile respiraba partículas de los incendios australianos, "dice Hirsch. Navegando en una corriente de aire sin fin, estas partículas permanecieron en el aire durante mucho más tiempo que las partículas de humo de la atmósfera inferior.

"Para la gente en el suelo, el aire puede haber parecido un poco más brumoso o las puestas de sol un poco más rojas. Pero un AOD tan alto, mucho, mucho más alto de lo normal, significa que la luz del sol se estaba bloqueando, tal como lo hace después de las erupciones volcánicas, ", dice Koren." Así que el efecto final de ese humo en la atmósfera fue el enfriamiento, aunque todavía no sabemos cuánta influencia pueden haber tenido el enfriamiento y la atenuación en el ambiente marino o los patrones climáticos.

"Siempre hay incendios en California, en Australia y en los trópicos, ", agrega." Es posible que no podamos detener todas las quemaduras, pero necesitamos entender que las ubicaciones precisas de esos incendios pueden otorgarles efectos muy diferentes en nuestra atmósfera ".