השריפות הכי גדולות בעולם ומה צופן העתיד

כאשר שריפת האש מגיעה למימדים אפיים, היא משנה את כל מה שסביבה - אפילו יוצרת מזג אוויר משלה. מדענים ברחבי העולם מתחרים נגד הזמן להבין אותם.

שריפות גדולו תבעולם

[מאמר זה הופק אוטומטית על ידי AI]

אחר הצהריים אחד ביוני 2017, ראו תושבי הכפר בפדרוגאו גרנדה, עירייה קטנה במרכז פורטוגל, עמוד של עשן ברוחב של כמטר אחד המתקרב מכמה קילומטרים מצפון. לוחמי האש היו במקום תוך דקות ספורות, אך בשלב זה מהירות הרוח סביב השריפה הואצה וענף העשן התרחב לרוחב של כמעט קילומטר.

ככל שנמשך אחר הצהריים, האש עלתה במהירות וחום במהירות, ופליית העשן הלכה והתרחבה עד שהחלה להיווצר ענן כהה ורעם, גבוה באטמוספירה. רחוק מלהיות סימן מבורך לגשם, זה היה סוג של ענן רעמים יוצא דופן.

בוושינגטון הבירה, מייק פרום, מטאורולוג במעבדה לחקר הצי האמריקאי שמשתף פעולה עם נאס"א, קיבל המלצה על ידי מדען אוסטרלי על החדשות העולות מפורטוגל.

בעזרת תמונות לוויין ונתונים גלובליים, חשד פרום שהענן הגדול - המופיע כעת באמצע הארץ - הוא פירוקומולונימבוס, או "שריפות ". זה היה הראשון במערב אירופה מאז החלו הרשומות, אם כי ייקח חודשים ארוכים יותר לאשר זאת בעזרת מטאורולוגים פורטוגזים. שריפות היא סופת רעמים שנוצרת מאש היוצרת לולאות משוב חיוביות משלה, כולל רוחות, ברקים ולפעמים ירידות קטלניות המפיצות את האש כלפי חוץ.

שריפות בר היו אירוע שכיח ונורמלי בפורטוגל - אך לא כך

"זה סימפטום של משהו מסוכן ביותר שקורה בשטח", אומר פרום. "כי כדי להשיג ענן כזה, אתה צריך התנהגות אש אינטנסיבית מטורפת. שריפות הוא הגבול עד כמה ענן יכול להגיע גבוה, קר ואטום, ופירושו שהאש שגורמת לו היא בגבול הקיצוני. גם של עוצמה. וזה אומר שהאש עצמה חזקה יותר, בלתי צפויה יותר ומסוכנת יותר מאשר שריפות במצב עצלן יותר".

שריפות מעבירים עשן גבוה לאטמוספירה, כפי שמוצג בתמונה הנדירה הזו שצולמה ממטוס שטס דרך pyroCb (אשראי: דיוויד פיטרסון/מצפה הכוכבים נאס"א)

חזרה מעבר לאוקיינוס ​​האטלנטי בפדרגאו גרנדה, כשהתקרב לפנות ערב, עשן סמיך חסם את השמש והקשה על תושבי הכפר לראות או לנשום. השריפה שאבה אוויר לכיוונה, וגרמה למהירות רוח של עד 117 קמ"ש ומכוניות מתנדנדות בעירייה סמוכה. עדיין הלהבות נדלקות, זוללות כעת 4,460 דונם של יער בשעה.

אבל הרגע הדרמטי והמסוכן ביותר עוד עתיד לבוא.

בערך בשמונה בערב ענן העשן הכהה - שגובהו כעת 13 קילומטרים - "התמוטט" דרך הפלומה שלו, ושלח אוויר קר שנישא אל בסיס האש ומניף אותו בחמצן. על פי החקירה שהוזמנה מאוחר יותר על ידי ממשלת פורטוגל, תושבי הכפר תיארו את הרגע בו נגע האוויר כ"פצצה "פתאומית של אש המפיצה לשונות של להבות וניצוצות לכל הכיוונים".

הזינוק המהיר החוצה של האש הביא למרביתם של 64 מקרי המוות שאירעו באירוע פדראגאו גרנדה, כאשר רוב הקורבנות הוצפו או נעקפו בלהבות בעת שניסו להימלט בכבישים.

פורטוגל תסבול משלושה מחזורים נוספים ביוני, ועוד אחד באוקטובר, כאשר סך הרוגי השריפה יגיעו ליותר מ -120 בשנה.

שריפות השדה של 2017 בפורטוגל פגעו בשטחי המדינה, והצלקות שנותרו מאחור לוקחות זמן רב להחלים

מארק קסטלנו, חוקר שריפת אש בספרד, נקרא לפורטוגל לאחר התקרית הראשונה כדי לסייע לחקירת הממשלה לחשוף את מה שקרה. כבאי ומהנדס כיבוי אש, קסטלנו הסתובב בין שריפות גדולות באירופה, ביבשת אמריקה, אפריקה ואוסטרליה מאז אמצע שנות התשעים, בניסיון להבין טוב יותר את התנהגותן. הוא ידע שריפות היא אירוע שכיח ונורמלי בפורטוגל - אך לא כך. עם זאת, זה נראה מוכר מדאיג.

חמישה חודשים קודם לכן, קסטלו עמד בראש צוות של האיחוד האירופי לחקור שריפות ענק בעיריית מאול בצ'ילה, כ -270 ק"מ מדרום לסנטיאגו. כמו בפורטוגל, השריפות במאול עברו תאוצה עצומה פתאומית, אומר קסטלו. "עד ה -25 בינואר האש בערה במשך 10 ימים, אך באותו לילה היא גדלה לפתע פי ארבעה, והניפה 110 אלף דונם בלילה אחד", הוא אומר.

לאחר מכן, קסטלו הלך בשביל האש והטיס מסוק כדי לחפש רמזים.

הוא מצא דפוס מובהק - "רחובות" של עצים שכולם נפלו ב oכיוון, וגם עצים שלא הראו שום סימן להבות שהגיעו לצמרותיהם, כפי שהיו בדרך כלל באש שריפה. המשמעות היא שהאש נשארה בעיקר על הקרקע אך יצרה גם מערכת זרימת אוויר משלה - רוח חזקה מספיק כדי להפיל עצים.

"הבנו שזו לא התנהגות קלאסית של שריפת האש והאנרגיה צריכה לבוא ממקום אחר", אומר קסטלו. "המשמעות היא שהאש מקבלת אוויר קר, והדרך היחידה להגיע לזה היא אנכית. איכשהו האש שואבת אוויר מהחלק העליון של האטמוספירה וזה כנראה הכה להבות לאדמה. הלהבות האלה יכלו אז לשרוף הרבה יותר במלואו, ליצור יותר אנרגיה שעזרה להרים את עשן העשן גבוה יותר כדי לגעת באוויר הקר.

"בכל פעם שהפלומה הכפילה את גובהה, הרוח הוכפלה בשישה על פני השטח. המשמעות היא שהרוח יכולה לעבור בין 5-10 קמ"ש ל -350 קמ"ש", הוא אומר. .

בנוסף לרוחות האכזריות הללו, חווה מאול את אותו ענן פירוק ש"תמוטט "שתיארו הכפרים הפורטוגזים. אבל בשריפת מול, מזג האוויר יוצא הדופן לא היה מוגבל לצ'ילה. עשן מהשריפות נסע 1,000 ק"מ (620 מייל) צפונה ממש ליד החוף לאיי חואן פרננדז, שם הוא גרם לירידה בלחות מ -90% ל -20% והטמפרטורות ירדו ב-3-4 מעלות צלזיוס, אומר קסטלנו.

"שריפות אינן מתנהגות בהתאם למזג האוויר שאנו יכולים לחזות במודלים שלנו - הן אינן תלויות יותר בטופוגרפיה, מטאורולוגיה או דלקים", אומר קסטלו. "במקום זאת, האש מתנהגת בהתאם למזג האוויר שהיא יוצרת, מה שאומר שגם אנחנו כבר לא יכולים לחזות את מזג האוויר כאשר שריפה כזו מתרחשת. זה מה שאנחנו מכנים התנהגות דינאמית של שריפה".

בשלוש השנים שאחרי שריפות אלה בצ'ילה ובפורטוגל, קסטלנו נקרא לחקור פירוקס והתנהגויות קיצוניות אחרות בדרום אפריקה, בוליביה, אוסטרליה - שלוש פעמים בקליפורניה. נכון לעכשיו, יש לו 83 חקירות פתוחות על סוג זה של התנהלות בשריפה הכוללת תופעות מטאורולוגיות. בשנות התשעים היו לו שניים או שלושה.

הבנת שריפות טוב יותר היא כעת העיסוק העיקרי שלו. "הניתוח הוא קריטי. אם נוכל לחזות אז נוכל להגן ... אך אחרת נוכל לאבד הכל".

אם מדענים מסוגלים להבין ולחזות טוב יותר את ההתנהגות של שריפות, זה יכול להציע סיכוי טוב יותר להכיל או למנוע את השריפות

קסטלו מזהיר כי ככל שהאקלים מתחמם ושיטות ניהול הקרקע משתנות, צפון אירופה עשויה בקרוב לראות אירועים מטאורולוגיים קיצוניים של שריפת האש. כעת הוא תולה את תקוותיו במארק פיני במעבדת מדעי האש במיסולה במונטנה, המעבדה היחידה בארה"ב המוקדשת לעבודה ניסיונית על שריפות.

בעבודה עם צוות מטאורולוגים ומומחי התנהגות אש מכל רחבי העולם, כולל קסטלנו, פיני בנתה מודל לחזות בצורה מדויקת יותר כיצד שריפות קיצוניות מתנהגות מטאורולוגית. אבל זה אתגר עצום, הוא מסביר, בעוד שריפות מגיבות לשינויים הקטנים ביותר ברמת החלקיקים.

"חזרנו ליסודות במעבדה כדי להבין דברים ובעצם לפרק את האש לחתיכות שלה, מתוך תקווה שנוכל להבין אותם טוב יותר באופן עצמאי ואז להרכיב אותם מחדש במודל פשוט מאוד", אומרת פיני.

ברמה הבסיסית ביותר, כל אש משנה את זרימת האוויר ומזג האוויר סביבה, אפילו נר, הוא אומר. הלהבה מחממת את האוויר, גורמת לו להתרחב ולעלות, ואוויר קר יותר נשאב פנימה להחליפו.

"ככל שאתה מקבל שריפות יותר ויותר גדולות, הן כוללות נפח גבוה יותר ויותר, ואזור אטמוספרי גדול יותר ויותר. וכאשר השריפות האלה גדלות מספיק, יש הרבה פידבקים אטמוספריים שונים", אומרת פיני.

אחד מאלה הוא יצירת עננים. הלחות מהבעירה של הדלקים עולה עד שהיא מגיעה לאוויר קר, להתקרר ולהתעבות ליצירת ענני מצטברים לבנים נפוחים (ולא מזיקים). אבל אם האש מאוד אינטנסיבית, החום והאנרגיה דוחפים את הלחות גבוה יותר ויותר, עד שהמים הופכים לקרח למעלה בסטרטוספירה, בגובה של 10-50 ק"מ (6-31 מייל), המשתרע על האזור בו שכבת האוזון יושבת. .

יותר מ -60 בני אדם מתו בשריפות היער בפורטוגל בשנת 2017, רבים מהם בגלל ההתנהגות הבלתי צפויה של השריפות 

בכל פעם שהלחות משנה שלב - מגז למים ולאחר מכן קרח - היא משחררת יותר אנרגיה, דוחפת את הענן גבוה יותר ויוצרת משוב חיובי.

"בשלב כלשהו הוא עולה מספיק גבוה כדי שייגמר לו האנרגיה להמשיך כלפי מעלה", אומרת פיני. "בסופו של דבר אתה מקבל הרבה חלקיקים מהעשן, שהופכים לגרעיןלאוס לעיבוי. ואם זה טיפות נוזליות או קרח מוצק, הוא מתחיל להצטבר סביב הגרעינים ההופכים לטיפות גדולות יותר, בין אם קפואות או נוזליות ".

ברגע שהם הופכים גדולים מכדי להיות מושעים באוויר, הם מתחילים ליפול. המים עוברים את שינויי השלב בכיוון השני, מקרח למים לגז, בכל פעם לוקחים יותר אנרגיה.

"וכך הוא מתחיל לזרום מהר יותר ויותר - וזה מה שמוביל לנפילות הנפילה האלה שמתנפצות לתוך האש ומתחילות להתיז אותה בכל מקום", אומרת פיני. "זה היפוך התהליך, הכל בגלל מים. אם לא היו לך מים בפלומה, כל זה לא היה קורה".

זו אולי אחת הסיבות לכך שהשריפות  האחרון היה במדינות עם קו חוף, סבור קסטלנו. בפורטוגל יש קו חוף אטלנטי, קליפורניה וצ'ילה האוקיינוס ​​השקט, דרום אפריקה האוקיינוס ​​ההודי והאטלנטי. אוסטרליה כמובן מוקפת כולה באוקיינוס, ורבות (אם כי לא כולן) השריפות החמורות ביותר שלה בשנת 2020 היו ליד החופים.

ההורדות החזקות יוצרות גם "זיהוי", אומרת פיני, שם חומרים בוערים של חומר שריפה, לפעמים נוסעים קילומטרים רבים לפני שהם נופלים כדי להצית שריפות חדשות.

שריפות יכול גם להצית שריפות חדשות באמצעות ברקים, הוא אומר. "עם ברק שבץ מגיע מהענן ונתקל באחד היוצא מהאדמה. מסיבה כלשהי, סופות רעמים שנוצרות באש נוטות לקבל יותר משיכות חזרה חיוביות מאשר שליליות-והמשיכות החיוביות הן אלה שנוטות להדליק שריפות ", אומרת פיני.

תורם נוסף - או לפחות לא משוב שלילי שיכול לסייע לכיבוי שריפה - הוא העובדה שבניגוד לרוב סופות הרעמים, פירוקס אינם נוטים לייצר גשם, מכיוון שחלקיקים באוויר גורמים לטיפות מים קטנות אשר מתאדות לאחר הגעתן. הקרקע.

המטרה של פיני כעת היא לבנות מודל שיסייע לחזות חלק מהתנהגויות אלה מהר יותר מאשר בזמן אמת, כך שמנהלי קרקעות ומפקדי כיבוי אש יוכלו לפעול במהירות כאשר פורצת שריפה גדולה.

שריפות יכולות לשלוח פיח ומים גבוהים לסטרטוספירה, שם הם מתעכבים זמן רב יותר מאשר בגובה נמוך יותר (אשראי: דיוויד פיטרסון/מצפה הכוכבים של Nasa Earth)

לשריפות קיצוניות יש גם פוטנציאל להשפיע על האקלים, לפחות אזורית, אומר קלימטולוג הקנדי מייק פלאניגן, מאוניברסיטת אלברטה. פלניגן הזהיר כי שינויי אקלים גורמים לשריפות קיצוניות קיצוניות יותר מזה 20 שנה - באמצעות ייבוש דלקים, הארכת עונת האש ואולי יצירת ברקים נוספים.

אבל פחות ידוע על תרומות מאש לשינויים אקלימיים, אומר פלניגן. "יש הרבה בדיקות ואיזונים במערכת האקלים שלנו, וחלק מהדברים שאש מביאה גורמים להתחממות וחלקם גורמים לקירור", הוא אומר. יש הטוענים שתהליכי הקירור עולים על ההתחממות, ויש אומרים שההיפך הוא הנכון. "אבל יש בו חלקים נעים רבים, ולכן זה עדיין לא נפתר לגמרי."

שריפת דלקים משחררת כמובן הרבה גזי חממה, אומר פלניגן, התורמים להתחממות, במיוחד אם מדובר בכבול עשיר בפחמן. אבל מנגנונים אחרים מתבהרים אז פחות. הפיח, או הפחמן השחור, שנוצר באש הוא אחד הגורמים הלא ידועים.

"פחמן שחור יעיל מאוד בחימום האטמוספירה, ישירות אור השמש או על ידי נפילה על שלג וקרח, משטחים שחורים סופגים קרינת שמש ומשטחים לבנים משקפים אותה", אומר פלניגן. "אך מצד שני, עשן חוסם את קרינת השמש ויכול לכסות חלק גדול מהכדור ולגרום לקירור אזורי".

זה קורה כאשר שריפות מזריקות חומר לסטרטוספירה, שהיא בדרך כלל חלק יציב מאוד של האטמוספירה, ולכן מאפשרת לחלקיקים להישאר שם זמן רב יותר. ככל שיותר עשן בסטרטוספירה כך ההתקררות חמורה יותר. לדוגמה, מחקר אחד מצא כי העשן מהשריפות האוסטרליות בתחילת 2020 חסם יותר קרינת שמש מאשר כל שריפה שתועדה בעבר, באותה מידה כמו התפרצות געשי מתונה, אומר פלניגן. הקירור יכול להימשך "מחודש לשנה, ומיבשת לחצי כדור הארץ. כל אלה הן אפשרויות", אומר פלניגן. כאשר שינויי אקלים גורמים לשריפות קיצוניות יותר, האם הוא יכול לראות עתיד של קירור פלנטרי?

"אם היית שואל אותי את זה לפני כמה שנים, כנראה שהייתי אומר שלא. עכשיו, הייתי אומר, כן, דעתי השתנתה."

מקבץ של שריפות התרחש באוסטרליה בשנים 2019-2020 בקנה מידה שטרם נראה

עוד בוושינגטון הבירה, פרום צפה בעשן הסטרטוספרי מעל אוסטרליה בשנת 2020 באמצעות לוויינים, ועזר לאתר אחר תחום מטאורולוגיה של אש.

"כתם" של עשן המשתרע על 1,000 ק"מ (620 מייל) גרם בהדרגהמסתובב סביב כדור הארץ כצורה דמוית ביצה. הוא נוצר על ידי עשן כל כך חם שהוא יצר מחזור אטמוספרי משלו, אומר פרום. הוא חושד שזה נוצר על ידי אחד עד שלושה שריפות , למרות שהוא אומר שמדענים עדיין לא בטוחים.

"הכתם התחיל להסתובב בתנועה אנטי-ציקונית, ובעודו מסתובב הוא נע גם באטמוספירה ומעלה בגובה, וניתן היה לעקוב אחריה ברחבי העולם", אומר פרום. "עדיין אין לנו תיאוריה, אבל אנו משערים שהיא אכן יכולה לשנות את הכימיה של הסטרטוספירה."

שריפות תמיד התרחשו, אומר פרום, והמדע עדיין לא יודע אם מספרם גדל. לא מגמות, אלא אירועים שמעולם לא ראינו בעבר או במקומות שמעולם לא ראינו שריפות . עם השריפות האוסטרליות של 2019-2020, ראינו מקבץ של שריפות  שהיה דרמטי יותר מבחינת הגודל, המספר והעוצמה ממה שאנחנו מודעים לקרות בעבר, לפחות בעידן הלוויין ". זהו אחד ההיבטים הרבים של מטאורולוגיה של אש, אומר פרום, אך תחום המחקר העיקרי כעת צריך להיות קישור בין התופעות וההתנהגויות המטאורולוגיות האלה לבין המתרחש בשטח, לפני שהן תהיינה קיצוניות יותר.