نُشرت هذه القصة في الأصل على موقع جريست. اشترك في النشرة الإخبارية الأسبوعية لمجلة جريست هنا.
مع احتراق 600 ميل مربع حتى الآن، يعد حريق بارك بالفعل أحد أكبر حرائق الغابات في كاليفورنيا على الإطلاق – وما زال بعيدًا عن الاحتواء. مدفوعة بالرياح القوية، أكلت النيران النباتات المجففة، وقذفت الدخان عالياً في الغلاف الجوي. في الواقع، كان هناك الكثير من الدخان والهواء الساخن المتصاعد، مما أدى إلى خلق أعاصير نارية وواحدة من أغرب الظواهر الطبيعية على وجه الأرض: سحابة بايروكومولونيمبوس، أو بايرو سي بي.
إنها سحابة دخان رعدية تجعل حرائق الغابات الخطيرة مثل حريق بارك، الذي يحترق في الجزء الشمالي من الولاية، أكثر صعوبة في التنبؤ بها. يمكن أن تنتج PyroCbs البرق الذي يستمر في إشعال المزيد من الحرائق حول نفس الحريق الذي أدى إلى تكوين السحب. ومع ارتفاع درجة حرارة الكوكب، يبدو أن PyroCbs أصبح أكثر شيوعًا، حيث يتم إنتاجها من حرائق الغابات الأكبر والأشرس، والتي تزداد سوءًا. قال راجان تشاكرابورتي، عالم الهباء الجوي الذي يدرس السحب في جامعة واشنطن في سانت لويس: “إن PyroCbs عبارة عن ثورات ضخمة تشبه البركان تقريبًا. هذه PyroCbs تخلق طقسًا ناريًا خاصًا بها”.
لقد اشتعلت النيران في بارك فاير بشكل هائل بسبب الوقود الجاف للغاية. لم يحترق هذا الجزء من كاليفورنيا لعقود من الزمان، لذا تراكمت الكثير من النباتات وجفت تحت أشعة الشمس الصيفية. ساعدت الرطوبة المنخفضة للغاية في امتصاص القليل من الرطوبة المتبقية في الغطاء النباتي، مما حول المناظر الطبيعية إلى كومة من الفتيل.
إن مثل هذا الحريق الضخم والشديد يشكل أرضًا خصبة لتكاثر حرائق الغابات، وهي عجائب فيزياء الحرائق. فمع احتراق حريق مثل حريق بارك ــ وبضراوة أكبر بفضل تغير المناخ الذي ينتج درجات حرارة أعلى ووقودًا أكثر جفافًا ــ ترتفع الحرارة المنبعثة من اللهب، فتدفع جزيئات الدخان إلى ارتفاع عشرات الآلاف من الأقدام في الغلاف الجوي. ومع ارتفاع الهواء، يبرد ويتمدد. ثم يتكثف الماء على جزيئات الدخان، وتتشكل السحابة.
تشكل كتل الهواء الصاعدة في عاصفة البايروكب نوعًا من الفراغ على مستوى الأرض، مما يمتص المزيد من الهواء، مما يولد رياحًا تشجع على انتشار النيران. تستهلك أشد حرائق الغابات الكثير من الأكسجين لدرجة أنها يمكن أن تخنق نفسها إلى حد ما، لكن رياح البايروكب تضخ المزيد من الغاز في عاصفة النار. قال دانييل سوين، عالم المناخ في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس والمركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي، إنها “عملية ذاتية الاستمرار”. “لأن كلما كانت أكثر كثافة، زاد تدفق الأكسجين، مما يعني أن المزيد من الأكسجين يندفع. لذا يمكنك أن ترى كيف يحدث ذلك”.
وفي الوقت نفسه، يمكن لـ “بيرو سي بي” الشاهقة أن تخلق تيارًا هوائيًا هابطًا، مما يجعل الرياح على السطح أكثر صعوبة في التنبؤ بها. وقال بايتون بيلير، عالم الغلاف الجوي الذي يدرس “بيرو سي بي” في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني في ريتشلاند، واشنطن: “يتسبب الحمل الحراري في الكثير من الفوضى، لذلك يصبح من الصعب جدًا التنبؤ بالمكان الذي يأتي منه الهواء ويتحرك إليه”. وهذا بدوره يؤدي إلى سلوك فوضوي للنيران، حيث تدفع هذه الرياح النيران عبر المناظر الطبيعية بسرعات مختلفة وفي اتجاهات مختلفة.
وينتقل الدخان الناتج عن انفجار البيروكاربون إلى مسافة أبعد من الحريق الذي تسبب في اندلاعه. ويقول بيلر: “تميل بعض الهباء الجوي التي يتم حقنها في طبقة التروبوسفير العليا أو طبقة الستراتوسفير السفلى إلى البقاء هناك لمدة تصل إلى ستة إلى ثمانية أشهر. ويمكن أن تنتقل عبر نصفي الكرة الأرضية، بشكل أساسي”.
كما أن الكربون الأسود المنبعث من سحابة من الكربون الأسود لا يتصرف بشكل جيد هناك. ففي بحث نُشر الأسبوع الماضي في مجلة Nature Communications، وجد بيلر أن الكربون الأسود المنبعث من سحابة من الكربون الأسود يمتص ما يصل إلى ضعف كمية ضوء الشمس المرئية مقارنة بالكربون الأسود المنبعث من حرائق أصغر أو من مصادر حضرية، مثل حرق الفحم. وقال بيلر: “تميل الجسيمات في سحابة الكربون الأسود إلى أن تكون مغطاة بطبقات سميكة للغاية من المواد العضوية، وهذا يختلف عن الكربون الأسود المنبعث من مصادر أخرى”.
ويؤدي ذلك إلى زيادة امتصاص الضوء ورفع درجات الحرارة في الغلاف الجوي. وقال تشاكرابورتي، الذي شارك في تأليف الورقة البحثية مع بيلير: “إنه مثل سترة سوداء – تمتص كل أشعة الشمس وتدفئ المنطقة المحيطة بها”.
ولكن العلماء لم يفهموا بعد بشكل كامل سبب حدوث ذلك في سحب الكربون المشع. وربما يكون هناك شيء مميز في الطريقة التي يشتعل بها حريق الغابات الناتج عن الكربون المشع، أو ربما تكون هناك عملية ثانوية تجري داخل السحابة لتغطية الجسيمات بمزيد من المواد العضوية. (المواد العضوية في هذه الحالة تأتي من احتراق النباتات أثناء الحريق).
وهناك سؤال آخر لم تتم الإجابة عليه وهو ما إذا كانت سحب PryoCb أكثر شيوعًا بالفعل بسبب تغير المناخ الذي أدى إلى اشتعال حرائق الغابات، أو ما إذا كان العلماء أصبحوا أفضل في اكتشافها بالأقمار الصناعية، أو مزيج من الاثنين. ظهرت سحب PryoCb في جميع أنحاء العالم، من أستراليا إلى سيبيريا، مع جفاف الوقود وارتفاع درجات الحرارة. كما أدت الحرائق الضخمة في كندا هذا الصيف إلى تكاثرها أيضًا. قال بيلير: “يبدو أنها تحدث بشكل متكرر. سواء كان ذلك نتيجة لارتفاع درجة حرارة المناخ والتعرف الأفضل، فأعتقد أنه ربما يكون كلاهما. لكن يبدو أن التأثيرات طويلة الأمد وطويلة المدى”.
ظهرت هذه المقالة في الأصل في موقع Grist على الرابط https://grist.org/science/california-park-fire-spawning-smoke-thunderclouds-pyrocumulonimbus/. Grist هي منظمة إعلامية مستقلة غير ربحية مكرسة لسرد قصص حلول المناخ والمستقبل العادل. تعرف على المزيد على Grist.org