Under de senaste åren har rökplymerna som kryper uppåt från västerländska skogsbränder trendat högre, med mer rök och aerosoler som lyfts upp där de kan spridas längre och påverka luftkvaliteten över ett större område. Den troliga orsaken är klimatförändringar, med minskad nederbörd och ökad torrhet i västra USA som intensifierar aktiviteten vid skogsbränder.

"Skulle dessa trender bestå in i framtiden", säger Kai Wilmot, en postdoktor vid institutionen för atmosfärsvetenskap vid University of Utah, "så skulle det tyda på att ökad aktivitet i västra USA för skogsbränder sannolikt kommer att motsvara allt mer frekvent försämring av luftkvaliteten vid lokal till kontinental skala."

Studien publiceras i Scientific Reports och stöds av interdisciplinary EXchange for Utah Science, eller NEXUS, vid University of Utah.

Rökhöjd

För att bedöma trender i rökplymens höjd, modellerade Wilmot och U-kollegorna Derek Mallia, Gannet Haller och John Lin plymaktivitet för cirka 4,6 miljoner rökplymer i västra USA och Kanada mellan 2003 och 2020. Dela upp plymdata enligt EPA:s ekoregioner (områden) där ekosystemen liknar varandra, som Great Basin, Colorado Plateau och Wasatch och Uinta Mountains i Utah) letade forskarna efter trender i den maximala rökplymens höjd uppmätt under augusti och september i varje region varje år.

I Sierra Nevadas ekoregion i Kalifornien fann teamet att den maximala plymens höjd ökade i genomsnitt med 750 fot (230 m) per år. I fyra regioner ökade de maximala plymhöjderna med i genomsnitt 320 fot (100 m) per år.

Varför? Wilmot säger att plymhöjder är en komplex växelverkan mellan atmosfäriska förhållanden, brandstorlek och värmen som frigörs av branden.

"Med tanke på klimatdrivna trender mot ökande lufttorrhet, minskande snöpackning, varmare temperaturer etc., ser vi större och mer intensiva skogsbränder i västra USA", säger han. "Och så detta ger oss större brännområden och mer intensiva bränder."

Forskarna använde också en simuleringsmodell för rökplym för att uppskatta massan av plymer och uppskatta trenderna i mängden aerosoler som kastas ut i atmosfären av skogsbränder. . . vilket också ökar.

Röksimuleringsmodellen uppskattade också förekomsten av pyrocumulonimbusmoln – ett fenomen där rökplymer börjar skapa åskväder och sina egna vädersystem. Mellan 2017 och 2020 upplevde sex ekoregioner sina första kända pyrocumulonimbusmoln och trenden tyder på en allt vanligare pyrocumulonimbusaktivitet på Coloradoplatån.

Högre plymer skickar mer rök upp till högre höjder där den kan spridas längre, säger John Lin, professor i atmosfärsvetenskap.

"När rök lyfts upp till högre höjder har den potential att transporteras över längre sträckor, vilket försämrar luftkvaliteten över en större region", säger han. "Så brandrök kan gå från ett mer lokalt problem till ett regionalt till även kontinentalt problem."

Accelererar trenderna?

Några av de mest extrema brandsäsongerna har inträffat de senaste åren. Så betyder det att takten i den försämrade brandtrenden accelererar? Det är för tidigt att säga, säger Wilmot. Ytterligare år av data kommer att behövas för att avgöra om något väsentligt har förändrats.

"Många av de mest extrema datapunkterna faller inom åren 2017 -2020, med några av 2020 års värden som absolut tornar upp sig över resten av tidsserien", säger han. "Vidare, med tanke på vad vi vet om brandsäsongen 2021, verkar det troligt att analys av 2021 års data ytterligare skulle stödja detta fynd."

I Utahs ekoregion Wasatch och Uinta Mountains ökar trenderna för plymens höjd och aerosolmängder, men trenderna är inte lika starka som i Colorado eller Kalifornien. Rök från grannstaterna rinner dock ofta ut i Utahs bergsbassänger.

"När det gäller själva plymtrenderna verkar det inte som att Utah är epicentrum för denna fråga", säger Wilmot. "Men med tanke på vår position som generellt sett i motvind från Kalifornien, tyder trender i plymens topphöjder och utsläpp av skogsbränder i Kalifornien på en växande risk för luftkvaliteten i Utah till följd av skogsbränder i väst."

Wilmot säger att även om det finns några saker som människor kan göra för att hjälpa situationen, som att förhindra mänskligt orsakade skogsbränder, är klimatförändringen en mycket större och starkare kraft som driver trenderna med mindre nederbörd, högre torrhet och mognare brandförhållanden i väst.

"Verkligheten är att några av dessa [klimatförändringar] effekter redan är inbakade, även om vi minskar utsläppen just nu," tillägger Wilmot. "Det verkar som om vi till stor del är med på åkturen för tillfället." + Utforska vidare

Brandrökstrender förvärras för västra USA