تصدرت حرائق الغابات عناوين الأخبار حول العالم في السنوات الأخيرة. في عام 2018 ، تسببت حرائق الغابات في كاليفورنيا في دمار وموت قياسي. لكن المنطقة التي أحرقوها ستطغى عليها الحرائق في عام 2020. وخرجت بعض هذه الحرائق عن السيطرة لأسابيع في رقعة امتدت على الساحل الغربي للولايات المتحدة ، من كندا إلى المكسيك. واندلاع مفاجئ لحرائق الغابات في عام 2020 عبر منطقة القطب الشمالي السيبيري التي أحرقت الأراضي العشبية والتندرا.
هذه الحرائق الشديدة والواسعة النطاق تقلق العلماء. ولأسباب عديدة. إلى جانب التسبب في أضرار بمليارات الدولارات في الممتلكات ، يمكنهم محو موائل الحياة البرية القيمة. كما أنها تملأ الهواء بالاختناق بالتلوث. وعندما يحترقون بالقرب من المدن ، فإنهم يعرضون حياة مجتمعات بأكملها للخطر. كان حريق كامب فاير في نوفمبر 2018 هو الأكثر دموية في تاريخ كاليفورنيا. في غضون أيام ، قضت على 18800 مبنى ، بما في ذلك جزء كبير من بارادايس ، كاليفورنيا. حتى أن بعض الجحيم يحترق لدرجة أنه يمكن أن يفرخ حشرات النار.
الشرح:ما هي البخاخات؟
لكن العلماء مهتمون بهذه الحرائق لسبب آخر. يتكون الدخان الأسود الغني بالكربون المتصاعد من ألسنة اللهب من السخام والرماد من الأشجار المحترقة والعشب والشجيرات. يمكن للحرارة الشديدة لبعض الجحيم دفع هذا السخام والرماد إلى ارتفاعات عالية بحيث يمكنه الإبحار حول الكرة الأرضية. كما أن ضوء الشمس الدافئ الذي تمتصه الجسيمات المظلمة على ارتفاعات عالية لن يصل إلى سطح الأرض.
يشير العلماء إلى تلك الجسيمات الدقيقة المحمولة في الهواء من السخام والغبار وغيرها باسم الهباء الجوي (AIR-oh-sahls). إحدى السمات المهمة هي مدى انعكاس الضوء بشكل جيد. البيدو هو مصطلح لهذا. الثلج والجليد الأبيض لهما بياض مرتفع ؛ تعكس معظم الضوء. يحتوي القطران والأسفلت على بياض منخفض يمتص ضوء الشمس ، في الغالب على شكل حرارة. لذا فإن لون الهباء الجوي مهم.
سواء كنا على علم بها أم لا ، فإن الهباء الجوي موجود في كل مكان. ويمكنهم أن يلعبوا دورًا رئيسيًا في الأماكن التي يكون لأشعة الشمس تأثيرها الأكبر على درجة حرارة الأرض.
اتجاه المناخ نحو حرائق الغابات الكبيرة
تظهر العديد من الدراسات أن حرائق الغابات الشديدة أصبحت أكثر شيوعًا. يعود ذلك جزئيًا إلى ظاهرة الاحتباس الحراري. قاد خيرت جان فان أولدينبورغ إحدى هذه الدراسات. يدرس الطقس القاسي في المعهد الملكي الهولندي للأرصاد الجوية في دي بيلت.
من الصعب التأكد تمامًا من الأحداث المتطرفة التي ترجع إلى تغير المناخ. لكن العلماء طوروا مجالًا بحثيًا - علم الإسناد - للقيام بذلك. يحاول قياس مدى احتمالية وقوع حدث ما إذا لم يكن المناخ دافئًا كما هو. قاد فان أولدينبورغ دراسة إحالة واحدة للحرائق الأسترالية في عامي 2019 و 2020.
يقول:"كانت حرائق الغابات الأسترالية ناجمة عن طقس قاسي". "لذلك قمنا بالتحقق من مدى خطورة" الطقس الناري "هذا بسبب الاحتباس الحراري."
ووجدوا أن الاحتباس الحراري جعل هذه الحرائق الشديدة أكثر احتمالا بنسبة 30 في المائة على الأقل. ويقول:"كان هناك اتجاه قوي نحو مزيد من الحرارة الشديدة في المنطقة التي اندلعت فيها حرائق الغابات". تشير النماذج المناخية أيضًا إلى ارتفاع درجة حرارة العالم بشكل عام. يقول:"إن نوع الطقس الذي يؤدي إلى حرائق الغابات هذه سيصبح أكثر شيوعًا".
تذوق غرب الولايات المتحدة ذلك في عام 2020. وفي كاليفورنيا وحدها ، شهد العام أكثر من 9600 حريق غابات. لقد أحرقوا معًا ما يقرب من 1.7 مليون هكتار (4.2 مليون فدان) من الأراضي. أشعلت عاصفة جافة جحيمًا شديدًا في الغابات. قبل أن يتم إخمادها ، كانت قد احترقت 526000 هكتار (1.3 مليون فدان). التربة الجافة للغاية والفرشاة تركت المنطقة معرضة بشكل خاص.
بينما كان عام 2020 عامًا قياسيًا بالنسبة لحرائق الغابات في كاليفورنيا ، فإن الاتجاه الأمريكي نحو الحرائق المتكررة والشديدة ليس جديدًا. في كل عام في هذا البلد على مدار العقد الماضي ، اشتعل ما معدله 64100 حريق غابات. لقد كانوا يحرقون في المتوسط 2.8 مليون هكتار (6.8 مليون فدان) سنويًا ، وفقًا لتقرير 4 ديسمبر 2020 من قبل خدمة أبحاث الكونغرس.
في الواقع ، تعرضت ولاية كاليفورنيا بشكل خاص لضربة شديدة. وتظهر دراسة جديدة لماذا. ووجدت أنه منذ عام 1980 ، ارتفع متوسط درجات الحرارة في جميع أنحاء الولاية بنحو 1 درجة مئوية (1.8 درجة فهرنهايت). في الوقت نفسه ، انخفض إجمالي الأمطار وتساقط الثلوج بمقدار الثلث تقريبًا. وقد ترك هذا مساحات شاسعة في جميع أنحاء الولاية جافة جدًا جدًا. هذا المناخ الدافئ بشكل مطرد لم يتسبب في حرائق الدولة. ومع ذلك ، فقد وجدت الدراسة الجديدة أنها مهدت الطريق لهم. أدت هذه الحرارة أيضًا إلى تضخيم التأثيرات بمجرد اشتعال النيران. وصف مايكل جوس وزملاؤه من جامعة ستانفورد بكاليفورنيا تحليلهم في رسائل أبحاث البيئة في 20 أغسطس 2020.
نمذجة الحرائق البرية والبرية
يمكن أن تصبح التأثيرات على الأرض شديدة السخونة حيث تشتعل الحرائق في الأراضي البرية. لكن إحدى نتائج تلك الحرائق قد تكون التبريد المؤقت والمحلي للمناخ الذي ولدها. هذا هو الاستنتاج الذي توصل إليه فريق دولي من الباحثين.
يعمل Yiquan Jiang في جامعة نانجينغ في الصين. عالم الغلاف الجوي هذا هو جزء من مجموعة بحثت مؤخرًا في كيفية تأثير الهباء الجوي المنبعث من حرائق الغابات على درجات حرارة الأرض. تحولوا إلى نوع من برامج الكمبيوتر يعرف باسم نموذج المناخ.
يستخدم الرياضيات لوصف العمليات التي تحرك مناخ الأرض. ثم يختلف العلماء في سمة واحدة أو أكثر في النموذج. ربما يكون السبب هو جفاف فرشاة السطح. أو قد يكون أيضًا حجم الهباء الجوي أو بياضها أو مدى ارتفاعها في الهواء. ثم يدير العلماء النموذج للتنبؤ بما إذا كان دخان الحريق قد يسخن أو يبرد الغلاف الجوي ومكانه ومدة ذلك.
نماذج الكمبيوتر هذه طريقة رائعة للعلماء لاختبار النظرية. نظرًا لأنهم يغيرون إحدى سمات الدخان أو الطقس أو التضاريس الأرضية وقت الحريق ، يمكنهم رؤية كيف يمكن أن تتغير ميزة أخرى. في هذه الدراسة ، قامت مجموعة جيانغ بتغيير كمية رذاذ حرائق الغابات. ثم شاهدوا كيف تغيرت درجة حرارة الأرض.
يمكن لهذه الهباء الجوي إما تدفئة أو تبريد الهواء. يمكن أن يؤدي اللون الداكن لهباء النار بالقرب من سطح الأرض إلى امتصاص المزيد من الحرارة. بشكل عام ، أظهر نموذج فريق جيانغ أن رذاذ الدخان يبرد الغلاف الجوي. عندما تدفع الحرائق الشديدة الهباء الجوي الداكن والسخام عالياً في الهواء ، فإنها تختلط بالغيوم وتحمي في الغالب طاقة الشمس.
يوضح جيانغ:"التأثير الناتج عن التبريد أكبر بكثير من الاحترار الجوي [المرتبط بالحرائق]." في المتوسط على مستوى العالم كله ، تسبب رذاذات الدخان ما بين 50 و 300 في المائة من التبريد أكثر مما تسببه الاحترار.
وصف الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 15 أبريل 2020 ، في مجلة المناخ.
ستختلف قوة التأثير المتغير للمناخ من رذاذات النار هذه حسب المنطقة ، وفقًا لتقارير جيانغ. وأوضح:"بالنسبة للحرائق الاستوائية ، كما هو الحال في أستراليا أو الأمازون ، يمكن أن تسبب رذاذات النار الجفاف". ومع ذلك ، يلاحظ ، حيث تشتعل الحرائق مناطق شاسعة خارج المناطق المدارية ، مثل ألاسكا أو سيبيريا ، "يمكن أن يكون تأثير التبريد هو المسيطر."
لا يزال هناك عدم يقين بشأن مدى قدرة الكمبيوتر على محاكاة العالم الحقيقي. لا يمكن للبرامج التقاط كل التفاصيل الصغيرة. في الواقع ، كما يعترف جيانغ ، تحتاج البرامج إلى تحسين كيفية نمذجة الطريقة التي تتفاعل بها رذاذات النار مع الغيوم. ومع ذلك ، فإن نتائج نموذج فريقه تتفق جيدًا مع ملاحظات الهباء الجوي المنبعثة من حرائق حقيقية. يقول هذا أمر مشجع. إنه "يساعد على ضمان موثوقية نتائجنا".
لكن الهباء الجوي يمكن أن يكون له أيضًا تأثيرات مختلفة تمامًا عندما يعود إلى الأرض. ويمكن أن تصل هذه التداعيات في بعض الأحيان إلى ما يصل إلى نصف العالم بعيدًا عن مكان اندلاع الحريق. هذه نتيجة دراسة جديدة أخرى. "
ووجدت أن الدخان المنبعث من الهند ارتفع عالياً في الهواء وتكثف في رذاذ من السخام والقطران. هبت هذه باتجاه الشرق إلى جبال الهيمالايا في الصين والتبت. هناك سقطوا على الأرض ، واظلم الثلج والجليد. ثم امتصت تلك الهباء الجوي الداكن حرارة الشمس. وهذا أدى إلى ذوبان الأنهار الجليدية على ارتفاعات عالية.
Weijun Li هو عالم الغلاف الجوي في جامعة Zhejiang في Hangzhou ، الصين. أبلغ هو وفريقه عن هذه النتائج في 4 تشرين الثاني (نوفمبر) 2020 في رسائل العلوم والتكنولوجيا البيئية .
لذلك ، فإن رذاذ النار له تأثير مختلط. يمكنهم تبريد الغلاف الجوي على ارتفاعات عالية ، أو تسخين الهواء - وحتى إذابة الجليد - على سطح الأرض. هذا التأثير المزدوج هو السبب في عدم اقتراح أحد أن الحرائق وسيلة جيدة للتعويض عن الاحتباس الحراري. في الواقع ، لاحظ علماء مثل جيانغ ، أن أي تبريد ربما يحدث فقط في المنطقة التي تحدث فيها الحرائق ، وليس على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.
يوافقه الرأي فان أولدينبورغ من هولندا. ويشدد على أن تأثيرات حرائق الغابات ومخاطرها ستحدث إلى حد كبير على المستوى الإقليمي. "على سبيل المثال" ، كما يشير ، "في السويد وسيبيريا ، وجدنا أيضًا أنه سيكون هناك زيادة في هطول الأمطار خلال فصل الصيف." يمكن أن يقلل من آثار ارتفاع درجة الحرارة. ويشير إلى أن "في كاليفورنيا ، وجد باحثون آخرون أن حرائق الغابات الصيفية تتأثر بتغير المناخ. لكن حرائق الغابات في الربيع ليست كذلك ". ويعتقد أيضًا أن التأثيرات الإقليمية للحرائق لن تفعل الكثير لإبطاء ظاهرة الاحتباس الحراري. "كمية الهباء الجوي من هذه الحرائق لا تزال صغيرة جدًا بحيث لا يكون لها تأثير محلي قصير العمر."
إنها مجرد مفارقة غريبة أن المناخ الدافئ الذي يمكن أن يؤدي إلى حرائق الغابات قد يخضع لبرودة مؤقتة عندما تندلع حرائق الغابات الكارثية. مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب واندلاع حرائق جديدة ، سيستمر العلماء في استكشاف التأثير الكبير للهباء الجوي الصغير الذي يشغل غلافنا الجوي مؤقتًا.
