Radijativni efekti dima od pojedinačnih ekstremnih šumskih požara očigledno mogu dovesti do globalnih uticaja koji na složen način utiču na energetski bilans atmosfere, a time i na globalnu klimu.
Ovo je zaključak koji je izveo tim sa Lajbnic instituta za troposferska istraživanja (TROPOS) iz analize ekstremnih šumskih požara 2019/20 u Australiji koristeći simulacije sa globalnim klimatskim modelom aerosola. Simulirani efekti dima doveli su do povećanja temperature od nekoliko stepeni Celzijusa u gornjim slojevima vazduha i do slabljenja cirkulacije u donjoj stratosferi.
Kao rezultat daljih mehanizama prilagođavanja dolazi do smanjenja relativne vlažnosti od oko 0,2 odsto i padavina slične veličine. Stoga se ne može isključiti globalni uticaj australijskih požara na naše vreme i klimu, pišu istraživači u Atmospheric Chemistri and Phisics.
Šumski požari Crnog leta u Australiji na prelazu iz 2019./2020. godine bili su izuzetni: ekstremni pirokonvektivni oblaci dima (piroCb) preneli su neviđene količine dima u donju stratosferu. U periodu od 29. decembra 2019. do 4. januara 2020., nekoliko takvih događaja prenelo je između 0,3 i 2 miliona tona čestica dima na visine od 12 do 14 kilometara.
Sloj dima se širio na velikom području južne hemisfere i još uvek je mogao biti otkriven dve godine kasnije u stratosferi lidarskim merenjima. Intenzitet požara u Australiji bio je uporediv sa onim poslednjih velikih vulkanskih erupcija, a dim koji je emitovao čak je uticao i na klimu Zemlje: čestice dima značajno više zagrevaju atmosferu zbog čađi koju sadrže, za razliku od vulkanskog aerosola, koji uglavnom odražava sunčeva svetlost.
Ovaj efekat apsorpcije je intenzivno istražen u ranijoj studiji TROPOS i procenjena je direktna stopa zagrevanja cele južne hemisfere do +0,5 vati po kvadratnom metru. Čak je i ovaj efekat direktnog zagrevanja, koji izgleda relativno jednostavan, bio predmet kontroverzne debate među stručnjacima. Međutim, postaje mnogo složenije kada se uzme u obzir lanac mehanizama prilagođavanja kojima je atmosfera naše Zemlje možda naknadno prošla kao rezultat efekata australijskog dima.
Da bi se detaljnije istražio ovaj mehanizam, trenutna studija TROPOS je zasnovana na radu iz prethodne godine i koristila je globalni klimatski model aerosola ECHAM-HAM za sveobuhvatnu kvantifikaciju efekata čestica šumskog požara. Uz pomoć kompjuterskih simulacija bilo je moguće pokazati da je apsorpcija sunčeve svetlosti australijskim dimom dovela do relevantnog povećanja temperature gornje troposfere i donje stratosfere za nekoliko stepeni Celzijusa.
Uzbudljivo, ovo se nije dogodilo samo lokalno na južnoj hemisferi, već je pozitivna temperaturna anomalija takođe napredovala kroz tropske krajeve ka severnoj hemisferi tokom nekoliko meseci. Nakon analize podataka simulacije, ova međuhemisferna sprega se može pripisati promenama u globalnoj cirkulaciji, posebno slabljenju grane cirkulacije južne hemisfere koja se uzdiže.
U ovoj studiji pronađeni su zanimljivi dokazi za povratni efekat stratosferskih promena opisanih na našim vremenskim sistemima. Na primer, zagrevanje gornjih slojeva troposfere u modelu dovelo je do smanjenja relativne vlažnosti i time do smanjenja cirusnih oblaka. Štaviše, identifikovane su međusobne veze koje sugerišu da je smanjenje globalnih padavina od oko 0,2% u okvirima mogućnosti zbog dejstva australijskog dima.
„Teško je proceniti tačan uticaj ekstremnih požara na naše vreme i klimu zbog postojećih neizvesnosti. Ove neizvesnosti utiču i na našu studiju. Ipak, uspeli smo da otkrijemo da su australijski požari, koji su bili mali izvor u odnosu na na čitavu Zemlju, imaju globalni uticaj. Naši nalazi takođe pokazuju da je ne samo pokrivenost cirusom oblaka smanjena, već i da je ceo ciklus vode mogao biti oslabljen australijskim požarima — iako je kvantitativna procena ovih efekata krajnje neizvesna, “ kaže dr Fabijan Senf iz TROPOSA.
Studija TROPOS je pokazala da dim iz velikih šumskih požara može dovesti do promena u globalnoj cirkulaciji. Stoga se pridružuje redovima različitih međunarodnih studija koje pokazuju dokaze o promenama u velikim razmerama. 2022. godine, na primer, britanski istraživači predvođeni prof. Jimom M. Haivoodom sa Univerziteta u Ekseteru upozorili su na rizik od veštačkog unošenja upijajućih čestica u stratosferu.
Ovo bi moglo ojačati pozitivnu fazu zimske severnoatlantske oscilacije, koja je povezana sa poplavama u severnoj Evropi i sušama u južnoj Evropi. Dalekosežne posledice dima u stratosferi i potencijalni uticaj na troposferu još nisu jasni.
„Kako brze klimatske promene povećavaju rizik i intenzitet šumskih požara, postoji hitna potreba da se poboljša opis ekstremnih požara i njihovih efekata u globalnim klimatskim modelima“, kaže profesorka Ina Tegen iz TROPOSA. U tom cilju, neophodno je bolje razumeti atmosferske uslove koji dovode do ekstremnih piro-konvektivnih oblaka dima i karakteristike emitovanih čestica dima kako bi se ove moguće interakcije na adekvatan način uzele u obzir u klimatskim projekcijama.
