ไฟป่าสามารถก่อตัวเป็นก้อนเมฆ Pyrocumulonimbus ขนาดมหึมา

Feb 06 2020
เมฆขนาดใหญ่เหล่านี้ก่อตัวขึ้นเมื่อไฟป่าให้ความร้อนสูงและทำให้เกิดควันและอากาศร้อนขึ้น แม้ว่าจะเกิดขึ้นได้ยาก แต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้สภาพอากาศเอื้ออำนวยต่อการก่อตัวมากขึ้น
ภาพถ่ายนี้แสดงมุมมองระยะใกล้ของเมฆไพโรคูมูโลนิมบัสที่กำลังพัฒนาเหนือกองไฟ Oregon Gulch ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไฟ Beaver Complex ซึ่งถ่ายจาก F-15C เมื่อวันที่ 31 กรกฎาคม 2014 James Haseltine, Oregon Air National Guard

มีบางสิ่งที่เป็นลางไม่ดีไปกว่าพายุฝนฟ้าคะนอง เพิ่มไฟป่าเข้าไปในส่วนผสมผลที่ได้คือพายุควันหนาทึบถ่านที่ระอุและอากาศที่ร้อนจัด

พายุฝนฟ้าคะนองที่เกิดจากไฟไหม้เป็นระบบสภาพอากาศที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งบางครั้งก็หมุนขึ้นเป็นผลมาจากควันและความร้อนจากไฟป่าที่รุนแรง พายุที่รุนแรงเหล่านี้เรียกว่าไพโรคูมูโลนิมบัส (pyroCb) เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก แต่เมื่อเกิดขึ้นก็สามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่น่าเศร้าได้

การสร้างพายุเพลิง

ไฟป่าให้ความร้อนรุนแรงบังคับให้ควันจำนวนมากและอากาศร้อนลอยขึ้น เมื่อส่วนผสมเคลื่อนตัวสูงขึ้นไปในโทรโพสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่ต่ำที่สุดของโลกมันจะเย็นตัวลงและขยายตัวเมื่อความกดอากาศลดลง ความชื้นในอากาศจะควบแน่นกลายเป็นก้อนเมฆขนาดใหญ่ที่เรียกว่าเมฆไพโรคิวมูลัส

เมื่อสภาวะต่างๆในบรรยากาศเหมาะสม - รวมถึงชั้นอากาศที่ร้อนและแห้งใกล้พื้นดินและชั้นที่เย็นกว่าและเปียกกว่าด้านบนชั้นบรรยากาศอาจไม่เสถียรแบบหมุนเวียน อากาศที่ปั่นป่วนเพิ่มขึ้นทำให้หยดน้ำและผลึกน้ำแข็งในเมฆไพโรคิวมูลัสเกิดการชนกันสร้างประจุไฟฟ้าและเปลี่ยนระบบให้กลายเป็นพายุฝนฟ้าคะนองที่สูงตระหง่าน

pyroCbs ที่ทะยานขึ้นซึ่งแทบไม่ก่อให้เกิดฝนบนพื้นดินแม้ว่าจะเป็นพายุฝนฟ้าคะนอง แต่ก็สามารถขึ้นจากโทรโพสเฟียร์และขยายไปสู่สตราโตสเฟียร์ 10 ไมล์ / กิโลเมตรเหนือพื้นผิวได้

เมฆไพโรคิวมูโลนิมบัสขนาดใหญ่ก่อตัวขึ้นเหนือป่าสงวนแห่งชาติแอนเจลิสในปี 2555 ระหว่างไฟไหม้ในหุบเขาอาซูสะ

มืดเหมือนกลางคืน

ไม่น่าแปลกใจที่ pyroCbs อาจเป็นอันตรายอย่างไม่น่าเชื่อ เมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ 2552 ซึ่งเป็นวันแห่งการเกิดเพลิงไหม้ที่ร้ายแรงที่สุดในประวัติศาสตร์ของออสเตรเลียได้เกิดpyroCbsอย่างน้อยสามแห่งซึ่งมีถ่านอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิด 18 ไมล์ (30 กิโลเมตร) และทำให้เกิดฟ้าผ่าซึ่งทำให้เกิดการยิงไกลออกไปอีก 62 ไมล์ (100 กิโลเมตร) ที่รู้จักกันในชื่อพุ่มไม้แบล็กวันเสาร์ไฟเหล่านี้เผาผลาญรวมกัน 1,737 ตารางไมล์ (4,500 ตารางกิโลเมตร) และมีผู้เสียชีวิต 173 คน

pyroCb ที่ก่อตัวขึ้นในช่วงCarr Fireใกล้เมือง Redding รัฐแคลิฟอร์เนียในปี 2018 มีลมแรงมากจนสร้างกระแสน้ำวนที่มีความแรงของพายุทอร์นาโดและ pyroCb ใน Canberra ประเทศออสเตรเลียในปี 2546 นั้นรุนแรงมากจนปล่อยลูกเห็บสีดำและ ทำให้ท้องฟ้าตอนกลางวันมืดมิดเหมือนกลางคืน

โชคดีที่เหตุการณ์เหล่านี้ยังคงค่อนข้างหายากแม้ว่างานวิจัยในปี 2019จากออสเตรเลียชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้สภาพอากาศเอื้ออำนวยต่อการก่อตัวของ pyroCbs ในอนาคต

Nick Nauslarผู้พยากรณ์สภาพอากาศที่เกิดไฟไหม้สำหรับ National Oceanic and Atmospheric Administration's National Weather Service กล่าวว่าเหตุการณ์ pyroCb ประมาณ 25 ถึง 50 ครั้งเกิดขึ้นทั่วโลกในแต่ละปี เขากล่าวว่าการคาดการณ์ว่าพายุจะเกิดขึ้นเมื่อใดยังคงเป็นความท้าทายสำหรับนักวิทยาศาสตร์

"พวกเขายังคงยากที่จะคาดการณ์" Nauslar กล่าว แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสามารถตรวจสอบสภาพอากาศก่อนเกิดเพลิงไหม้ได้ แต่ก็ไม่สามารถอธิบายได้อย่างชัดเจนว่าไฟป่าจะส่งผลกระทบต่อบรรยากาศชั้นล่างและเปลี่ยนสภาพอากาศอย่างไร ความพยายามในการศึกษา pyroCbs "ยังเด็กและยังมีอะไรให้เรียนรู้อีกมาก" Nauslar กล่าว

ภาพสีธรรมชาติที่รวบรวมโดยเครื่องสเปกโตรเรดิโอมิเตอร์ความละเอียดปานกลาง (MODIS) แสดงให้เห็นเมฆไพโรคูมูโลนิมบัสที่ปะทุขึ้นจากไฟไหม้เมื่อปี 2014 ทางตอนเหนือของทะเลสาบบัฟฟาโลในอัลเบอร์ตาประเทศแคนาดา

ควันสูง

ลายเซ็นที่สำคัญของ pyroCbs คือผลกระทบต่อสตราโตสเฟียร์ แต่เมื่อไม่นานมานี้นักวิทยาศาสตร์ไม่คิดว่าไฟป่าสามารถฉีดเขม่าละอองลอยและสารประกอบอินทรีย์ในชั้นบรรยากาศได้

"ความคิดที่ว่าพายุเพลิงสามารถทำหน้าที่เหมือนภูเขาไฟและฉีดวัสดุเข้าไปในสตราโตสเฟียร์นั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด" Mike Fromm นักอุตุนิยมวิทยาจาก US Naval Research Laboratory ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี.

อนุภาคควันจาก pyroCbs สามารถอยู่ในชั้นบรรยากาศได้หลายวันถึงสัปดาห์และในกรณีที่รุนแรงอาจเป็นเดือน ควันจาก pyroCb ขนาดใหญ่ในแคนาดาในปี 2560 ยังคงลอยอยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ชั้นบนเป็นเวลาแปดเดือนตามการศึกษาล่าสุดในวารสาร Science ซึ่งนักวิจัยพิจารณาว่าอนุภาค pyroCb ที่อยู่ใต้หลังคาเป็นพร็อกซีในการตรวจสอบผลกระทบทางภูมิอากาศและบรรยากาศของควัน จากการระเบิดของนิวเคลียร์

PyroCbs จะไม่ก่อให้เกิดฤดูหนาวนิวเคลียร์ในเร็ว ๆ นี้ แต่ Fromm บอกกับScience Newsว่าคำถามเปิดเกี่ยวกับขนนก pyroCb คือพวกมันสามารถทำลายโอโซนในสตราโตสเฟียร์ได้หรือไม่ "เรายังคงพยายามทำความเข้าใจและหาปริมาณและคำนวณ [ว่า] มีผลกระทบต่อสภาพอากาศของขนนกเหล่านี้หรือไม่" ฟรอมม์กล่าวกับ Eos

เรื่องราวนี้เคยปรากฏบนEos.orgและเผยแพร่ซ้ำที่นี่โดยเป็นส่วนหนึ่งของ Covering Climate Now ซึ่งเป็นความร่วมมือด้านการสื่อสารมวลชนระดับโลกเพื่อเสริมสร้างการรายงานข่าวเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศ

ตอนนี้มันบ้า

เมฆไพโรคูมูลัสยังสามารถก่อตัวขึ้นหลังจากการปะทุของภูเขาไฟครั้งใหญ่ ในระหว่างการปะทุของKīlaueaอย่างไม่เคยมีมาก่อนในปี 2018 เมฆไพโรคูมูโลนิมบัส - พร้อมด้วยฟ้าผ่า - เกิดขึ้นเหนือรอยแยก 8 ใน Leilani Estates บนเกาะฮาวาย