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加州大学圣芭芭拉分校新闻

天气极端的火

2017年12月,托马斯大火席卷文图拉县和圣巴巴拉县时,时任斯坦福大学地球科学研究员的丹妮尔·图玛(Danielle Touma)对其严重程度感到震惊。这场大火燃烧了一个多月,燃烧面积达440平方英里,当时被认为是加州历史上最严重的火灾。

六个月后,门多西诺复杂大火打破了这一记录,在三个月内烧毁了717平方英里的土地。自那以后,创纪录的加州野火成为常态,仅2020年就发生了5起前10大火灾。

这一令人不安的趋势给Touma带来了一些问题,他现在是加州大学圣巴巴拉分校布伦环境科学学院的博士后研究员。管理。

“气候科学家知道那里有一个气候信号,但我们真的不了解它的细节,”她在谈到向更适合野火的气候过渡时说。虽然研究长期得出结论认为,人类活动及其产物——包括温室气体排放、生物质燃烧、工业气溶胶(也就是空气污染)和土地利用变化——增加了极端火灾天气的风险,但这些活动的具体作用和影响仍不清楚。

直到现在。Touma的第一项研究,同布伦学院研究员萨曼莎康奈尔大学的史蒂文森和他的同事们弗拉维奥雷纳和国家大气研究中心(NCAR)和斯隆外套来自夏威夷大学的火量化人为影响竞争极端天气风险在最近的过去,在不久的将来。通过理清这些人为因素的影响,研究人员能够梳理出这些活动在世界各地产生越来越有利于火灾的气候以及未来几十年发生极端火灾天气的风险方面所起的作用。

他们的研究发表在《自然通讯》杂志上。

史蒂文森说:“通过了解未来气候变化情景的不同部分,我们可以更好地了解与这些部分相关的风险,因为我们知道未来将存在不确定性。”“我们知道,这些风险在不同地区的表现也不一样,所以我们可以对世界上哪些地区可能更容易受到影响做好更好的准备。”

图马说:“为了让野火燃烧和蔓延,你需要合适的天气条件——你需要温暖、干燥和多风的条件。”“当这些条件在最极端的时候,它们可能会引起真正大规模、严重的火灾。”

利用NCAR提供的最先进的气候模型模拟,研究人员分析了1920-2100年各种气候影响组合下的气候,使他们能够分离个别影响及其对极端火灾天气风险的影响。

根据这项研究,吸热的温室气体排放(从20世纪中期开始迅速增加)是全球气温上升的主要原因。到2005年,排放使北美西部和东部、地中海、东南亚和亚马逊地区发生极端火灾天气的风险比工业化前水平提高了20%。研究人员预测,到2080年,温室气体排放预计将使北美西部、赤道非洲、东南亚和澳大利亚发生极端野火的风险增加至少50%,而地中海、非洲南部、北美东部和亚马逊地区的风险将增加一倍。

与此同时,研究表明,生物质燃烧和土地利用变化会产生更多的区域性影响,放大温室气体驱动的变暖——尤其是20世纪期间,由于生物质燃烧,亚马逊和北美西部地区的极端火灾天气风险增加了30%。研究发现,土地利用的变化也放大了西澳大利亚和亚马逊地区发生极端火灾天气的可能性。

受到污染的保护?
研究人员发现,工业气溶胶在20世纪的作用更加复杂,实际上在亚马逊和地中海地区将极端火灾天气的风险降低了约30%,但在东南亚和北美西部则将其增加了至少10%。

史蒂文森说:“(工业气溶胶)阻挡了部分太阳辐射到达地面。”“所以它们往往会对气候产生降温效应。

“这也是我们想做这项研究的部分原因,”她继续说。“我们知道某种东西在某种意义上对温室气体变暖起到了补偿作用,但不知道这种补偿在未来如何继续下去。”

在非洲之角、中美洲和亚马逊东北等地区,气溶胶还没有降到工业革命前的水平,这种降温效应可能仍然存在。在地中海、北美西部和亚马逊部分地区,气溶胶可能仍会与温室气体的变暖效应竞争,但研究人员预计,到2080年,这种效应将在全球大部分地区消散,这得益于清洁工作和温室气体导致的变暖加剧。由于气溶胶的减少,北美东部和欧洲可能会首先出现变暖和干燥。

与此同时,“预计悬浮微粒排放将继续”的东南亚地区,可能会出现季风减弱、干燥的气候条件和极端火灾天气风险的增加。

图马说:“东南亚依赖季风,但悬浮颗粒导致陆地降温,实际上它可以抑制季风。”“这不仅仅是你是否有气溶胶,这是区域气候与气溶胶相互作用的方式。”

研究人员希望,他们的研究提供的详细视角为更细致地探索地球变化的气候打开大门。

“从更广泛的范围来看,这对气候政策很重要,比如如果我们想知道全球行动将如何影响气候,”图马说。“了解它对人们的潜在影响也很重要,比如城市规划和消防管理。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.news.ucsb.edu/2021/020149/fire-weather