ควันไฟป่าอาจทำให้ฝนตกน้อยลงทางฝั่งตะวันตกของสหรัฐฯ

การศึกษาใหม่พบว่าอนุภาคขนาดเล็กในควันไฟป่าส่งผลต่อวิธีที่ละอองก่อตัวในเมฆ ซึ่งอาจส่งผลให้ฝนตกน้อยลงและสภาพอากาศที่แห้งรุนแรงขึ้นซึ่งเป็นเชื้อเพลิงในการเกิดไฟ เมื่อไฟป่าส่งควันขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ อนุภาคเล็กๆ จะลอยขึ้นไปด้วย หยดน้ำสามารถควบแน่นบนอนุภาคในก้อนเมฆ ผู้เขียนงานวิจัยคาดว่าหยดน้ำที่ก่อตัวในก้อนเมฆจะเพิ่มมากขึ้นอันเป็นผลมาจากไฟป่า เนื่องจากมีอนุภาคจำนวนมากขึ้นทำให้เกิดหยดน้ำมากขึ้น แต่ความแตกต่างระหว่างเมฆควันและเมฆสะอาดนั้นยิ่งใหญ่กว่าที่คาดไว้ โดยเมฆควันมีปริมาณละอองมากกว่าเมฆสะอาดถึงห้าเท่า ละอองควันยังมีขนาดเพียงครึ่งหนึ่งของหยดดั้งเดิม ความแตกต่างของขนาดคือสิ่งที่สามารถหยุดหยดไม่ให้ตกลงมาได้ เนื่องจากละอองน้ำขนาดเล็กมีโอกาสน้อยที่จะเติบโตและตกลงมาเป็นฝนในที่สุด ไฟป่าในฝั่งตะวันตกของสหรัฐฯ อาจหมายถึงฝนตกน้อยลงในช่วงฤดูไฟป่า ตามการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร AGU Geophysical Research Letters ซึ่งเผยแพร่ผลกระทบสูงในระยะสั้น จัดรูปแบบรายงานโดยมีผลในทันทีซึ่งครอบคลุมวิทยาศาสตร์โลกและอวกาศทั้งหมด "เรารู้สึกประหลาดใจที่อนุภาคอินทรีย์หลักเหล่านี้มีประสิทธิภาพในการก่อตัวเป็นละอองเมฆและผลกระทบอย่างมากต่อไมโครฟิสิกส์ของเมฆ" ผู้เขียนนำ Cynthia Twohy นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศจาก NorthWest Research Associates และ Scripps Institution of Oceanography กล่าว "ฉันเริ่มคิดว่า 'ผลกระทบระยะยาวของสิ่งนี้คืออะไร เรามีความแห้งแล้ง และเรามีไฟป่าจำนวนมาก และมันก็เพิ่มมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เมฆมีบทบาทอย่างไรในภาพนี้'" ทูไฮและทีมนักเคมีในชั้นบรรยากาศใช้เวลาช่วงฤดูร้อนปี 2018 ในเครื่องบินวิจัย C-130 Hercules สุ่มตัวอย่างเมฆอัลโตคิวมูลัสในระดับความสูงปานกลางขณะที่ไฟลุกไหม้ทั่วภาคตะวันตกของสหรัฐฯ เครื่องมือบนเครื่องบินตรวจวัดก๊าซและอนุภาคที่ปล่อยออกมาจากไฟป่าและละอองตัวอย่าง ซึ่งเคมีของ Twohy วิเคราะห์ในห้องแล็บ งานนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่โดยตรงเกี่ยวกับไมโครฟิสิกส์และเคมีของเมฆที่เชื่อมโยงกับ ไฟป่า ซึ่งสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงสาเหตุและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศในช่วงที่เกิดไฟป่า ความซับซ้อนของหมอกควัน ในเมฆที่ลอยขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ การเพิ่มอนุภาคมากขึ้นสามารถกระตุ้นเมฆและทำให้เกิดฝนได้ แต่สิ่งที่ตรงกันข้ามคือความจริงสำหรับเมฆคิวมูลัสในระดับความสูงต่ำอย่างที่ Twohy ศึกษา งานก่อนหน้านี้ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษาในปัจจุบัน พบการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันในขนาดหยดและความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องกับควันในแอมะซอน ซึ่งสนับสนุนการค้นพบใหม่นี้ เมฆคิวมูลัสบาง ๆ ปกคลุมกลุ่มควันหนาทึบจากไฟที่ Kiawah-Rabbit Foot ทางตะวันออกของไอดาโฮในช่วงเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2561 เมื่อมองจากเครื่องบินวิจัย C-130 เครดิต: Emily V. Fischer แอน มารี คาร์ลตัน นักเคมีบรรยากาศแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย-เออร์ไวน์ กล่าวว่า "สิ่งที่ทำให้ฉันตื่นเต้นมากเกี่ยวกับบทความนี้คือความเชื่อมโยงกับวัฏจักรอุทกวิทยา" "พวกเขาสังเกตความแตกต่างของขนาดละอองเมฆและหยาดน้ำฟ้า และการก่อตัวของเมฆส่งผลกระทบต่อวัฏจักรทางอุทกวิทยาอย่างแน่นอน การมีผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเมฆจึงแข็งแกร่งนั้นค่อนข้างผิดปกติจากประสบการณ์ของฉัน" ฟิสิกส์จุลภาคของคลาวด์มีความซับซ้อน และ Twohy ตั้งข้อสังเกตว่ามีปัจจัยอื่นนอกเหนือจากขนาดหยดที่ต้องพิจารณาสำหรับผลกระทบโดยรวมของเมฆควันที่มีต่อสภาพอากาศในภูมิภาค การศึกษาครั้งใหม่มุ่งเน้นไปที่เมฆคิวมูลัสขนาดเล็ก ซึ่งปกคลุมพื้นที่ประมาณ 1 ใน 4 ของพื้นที่ทางตะวันตกของสหรัฐฯ ในฤดูร้อน แต่เมฆประเภทอื่นๆ เช่น พายุฝนฟ้าคะนองในระดับความสูงที่สูงกว่า อาจทำงานแตกต่างออกไป ในเมฆที่ตื้นกว่า ละอองขนาดเล็กจำนวนมากและมีจำนวนมากขึ้นสามารถสะท้อนแสงได้มากขึ้น ซึ่งอาจมีผลทำให้พื้นผิวเย็นลงเล็กน้อย เมื่อฝนฤดูร้อนในภูมิภาคลดลง ทูไฮคิดว่าผลกระทบจากการทำให้แห้งจะชนะเหนือปัจจัยที่อาจทำให้ฝนตกเพิ่มขึ้น เช่น การเติมพลังของเมฆ "ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา ฝนในฤดูร้อนลดลงและอุณหภูมิสูงขึ้น ผลกระทบจากเมฆน่าจะเป็นส่วนสำคัญของทั้งหมดนี้ ฉันหวังว่าผลลัพธ์เหล่านี้จะกระตุ้นการศึกษาแบบจำลองระดับภูมิภาคโดยละเอียด ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจผลกระทบสุทธิของควัน บนก้อนเมฆและสภาพอากาศในภูมิภาค” ทูจี้กล่าว หากควันไฟป่าทำให้ฝนตกน้อยลง การป้อนกลับระหว่างควัน คาถาแห้ง และไฟป่าที่เพิ่มมากขึ้นอาจพบได้บ่อยขึ้นในอนาคต ไมโครฟิสิกส์ของคลาวด์มีความซับซ้อน ดังนั้นอาจต้องใช้เวลาก่อนที่ความสัมพันธ์เหล่านี้จะชัดเจน โดยไม่คำนึงถึงการเชื่อมโยงควันไฟป่าเข้ากับการเปลี่ยนแปลงของเมฆและฝนฟ้าคะนองอย่างไม่แน่นอน งานวิจัยใหม่ของ Twohy ผลักดันให้ฟิสิกส์ของชั้นบรรยากาศและเคมีตามทันการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ คาร์ลตันกล่าวว่า "ในขณะที่มนุษย์เข้าไปรบกวนองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศ ปฏิกิริยาตอบสนองและปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ล้วนเกิดขึ้นโดยที่เราไม่รู้ด้วยซ้ำ" คาร์ลตันกล่าว "การทดลองนี้ที่เรากำลังทำบนดาวเคราะห์โลกกำลังเปลี่ยนแปลงเมฆและวัฏจักรอุทกวิทยา อย่างน้อยก็ในระดับภูมิภาค ฉันคิดว่าบทความนี้กำลังขีดข่วนพื้นผิวของสิ่งที่เราไม่รู้"