Моделирование огненных гроз: американские учёные имитировали влияние лесных пожаров на погоду и климат

Американские учёные совершили прорыв в климатическом моделировании, научив компьютер воссоздавать уникальное и грозное явление — пирокумулятивные бури, рождающиеся в сердцевине масштабных лесных пожаров. Новая система, построенная на платформе суперкомпьютерной модели E3SM, впервые позволяет детально изучить, как огонь формирует собственную погоду и какие долгосрочные последствия это имеет для планеты. Исследование, открывающее новую страницу в климатологии, было представлено в конце сентября в авторитетном издании Geophysical Research Letters.

Феномен «огненной грозы» возникает по сценарию, напоминающему сюжет фильма-катастрофы: колоссальная энергия от пожара генерирует мощнейшие восходящие потоки. Они вышвыривают в небо не только пепел и дым, но и влагу, создавая гигантское грозовое облако-монстр высотой до 15 км. Это облако живет по своим законам: оно порождает молнии, поджигающие новые участки леса, и шквальные ветры, которые сводят на нет усилия пожарных. По своей силе такой выброс сравнивают с вулканическим извержением, так как аэрозоли достигают стратосферы.

Главным камнем преткновения для предыдущих моделей была неспособность учесть комплексную динамику водяного пара и дыма. Группе под руководством Цзымина Кэ из Института исследования пустыни (DRI) удалось решить эту задачу, добавив в модель физические модули, описывающие взаимодействие тепла, рельефа и атмосферных потоков.

Убедиться в работоспособности своей разработки учёные смогли, воспроизведв два знаковых природных катаклизма: огненный шторм пожара «Крик» 2020 года и серию гроз пожара «Дикси» 2021 года. Модель не только точно описала их эволюцию, но и продемонстрировала универсальность, сработав в diametrically opposed метеоусловиях.

Глобальная угроза таких бурь заключается в их последействии. Стратосфера, куда попадают частицы дыма, становится гигантской кладовой для аэрозолей. Они могут задерживаться там на месяцы, работая как своеобразный щит или одеяло, нарушающее привычный тепловой баланс Земли. Особую тревогу вызывает их влияние на полярные регионы: оседая на льдах, эти частицы снижают альбедо, ускоряя таяние, а также могут провоцировать химические реакции, истощающие озоновый слой.

С ростом частоты и интенсивности лесных пожаров подобные события перестают быть экзотикой. Новая модель даёт учёным инструмент, чтобы наконец перевести этот опасный феномен из разряда наблюдаемых в разряд прогнозируемых и количественно оценить его разрушительный вклад в изменение климата.

Источник: ScienceDaily