Дым от лесных пожаров скапливается в стратосфере

Два года назад экипаж немецкого ледокола Polarstern, вмороженного в ледяной лед Арктики, осветил ночное небо зеленым лазером. Отраженный свет луча должен был помочь исследователям изучать ледяные зимние облака. Но вместо этого луч обнаружил нечто неожиданное — на высоте более 7 километров находился слой неизвестных частиц толщиной в несколько километров. Позже исследователи пришли к выводу, что дымка образовалась от огромных лесных пожаров, охвативших тем летом Сибирь.

Ранее ученые заметили выпадение сажи в Арктике на морской лед, что впоследствии может привести к его нагреву и таянию. Соответственно, это вызовет изменение климата в регионе. Теперь речь пошла о еще одном последствии лесных пожаров, о котором международная группа ученых сообщает в своем исследовании, опубликованном в издании Atmospheric Chemistry and Physics.

"До недавнего времени дым действительно не принимался во внимание с точки зрения глобального воздействия. Теперь это превращается в один из новых рубежей для человечества” — говорит Кэтрин Вилка, стратосферный химик из Стэнфордского университета.

Как отмечают ученые, с конца 1970-х годов спутники могут отслеживать частицы дыма, которые хорошо видны из космоса, поскольку являются сильными поглотителями ультрафиолетового излучения. Однако до 2017 года ими не было зафиксировано признаков дыма, проникающего в стратосферу в сколько-нибудь заметном количестве. Событие, связанное с задымлением в Арктике, вызывает у экспертов особую тревогу. Ранее предполагалось, что что Арктика будет действительно чистой.

Пожары или вулкан — как дым проник в стратосферу над Арктикой

Над Арктикой отсутствуют грозы, которые способны переносить загрязняющие вещества в стратосферу. Всегда, когда в Сибири возникали пожары, она была охвачена волной тепла и системой высокого давления, которая подавляла восходящие потоки. Поэтому для ученых остается загадкой, как дым проник в стратосферу.

По одной из версий, мог произойти так называемый "самоподъем”. Данная модель предполагает, что частицы темного дыма поглощали солнечный свет настолько эффективно, что быстро нагревали воздух вокруг себя, заставляя дым подниматься. В результате этого процесса дым мог подняться на 10 километров над землей, а затем ветры могли перенести его в низкую арктическую стратосферу.

Как сообщают авторы работы, этой теории имеется подтверждение. Во время проходов над сибирскими пожарами лазерный спутник NASA Cloud-Aerosol Lidar и инфракрасный спутник Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) зафиксировали клубы дыма, поднимающегося на высоту от 4 до 10 километров. Однако с этой теорией согласны не все ученые. К примеру, Майкл Фромм, исследователь из Военно-морской исследовательской лаборатории США, считает, что без дополнительного ускорения от огненной бури дым вряд ли сможет проникнуть через тропопаузу, границу, которая изолирует стратосферу.

По мнению Майкла Фромма, зафиксированные над Арктикой частицы представляют собой задержанные сульфатные аэрозоли из Райкоке, вулкана к юго-западу от полуострова Камчатка, который в 2019 году поднял газ и пепел в стратосферу. Он указывает, что спутник не может отличить дым от сульфатов.

Тем не менее авторы работы утверждают, что усовершенствованный лидар измеряет поглощение и отражение света на двух разных длинах волн, однозначно фиксирует дым от лесных пожаров. Такой же дым он фиксировал во время пожаров в Австралии. Также команда отмечает, что спутник видит частицы сульфата из Райкока, они образуют тонкий слой в стратосфере на еще большей высоте.

Как дым уничтожает озоновый слой атмосферы

Как отмечают ученые-химики, дым попадает в стратосферу, может вступать в реакцию с хлором, который все еще остается в стратосфере из-за хлорфторуглеродов и других загрязнителей, хотя были запрещены несколько десятилетий назад. В результате реакции образуются свободные радикалы хлора, которые разъедают озон.

Кроме того, дым может каким-то образом усилить ворот стратосферных ветров, называемый полярным вихрем. Это приводит к ускоренному охлаждению полюсов и ускоренному истощению озона. Но, самое главное, как отмечают ученые, влияние стратосферного дыма не обязательно ограничивается полюсами.

По мере расширения лесных пожаров, дым может уменьшить озон выше средних широт, где проживает большая часть населения мира. Подобное уже происходило при извержении вулкана на горе Пинатубо в 1991 году.