科學家們第一次準確地看到了強烈的野火升起的高聳雲層如何將煙霧釋放到高空,煙霧可以在大氣中停留數月,並擾亂保護臭氧層。
靠近地球表面的冷空氣通常可以防止煙霧升得太高。但2017年夏天,隨著加拿大西部和美國太平洋西北地區發生數十起火災,它們創造了自己的巨大風暴雲,稱為火積雨雲(pyroCb)。兩個月之內,這些雲層將煙霧噴射到平流層 12 至 23 公里處,研究人員在 8 月 9 日報告科學。太陽輻射加熱煙霧中的煙灰幫助它達到了飆升的高度。
研究團隊利用衛星、氣象氣球和地面遙感技術追蹤北半球上空的煙霧,測量有機物和黑碳或煤煙的含量。中國廣州暨南大學氣候科學家於鵬飛表示,煙霧在平流層中持續了大約八個月。

新澤西州新不倫瑞克羅格斯大學的氣候科學家、合著者艾倫·羅博克(Alan Robock)表示,儘管以前在平流層中觀察到過煙霧,但這種「所有pyroCbs之母」首次直接觀察到了一種稱為「自升起」的過程。
研究小組表示,這些觀察證實了模擬所暗示的情況,即如果透過核戰將大量煙霧注入平流層,就會發生這種情況。 「大自然為我們做了實驗,」羅伯克說,證實了「核冬天」的情景,即城市燃燒產生的平流層煙霧將產生深遠而持久的氣候後果,包括遮擋陽光和影響臭氧。
德國美因茨馬克斯普朗克化學研究所的大氣化學家程亞芳說,了解高海拔煙霧顆粒的命運「對於氣候研究非常重要」。研究研究表明,大量野火煙灰進入平流層。
哈佛大學大氣化學家洛雷塔·米克利 (Loretta Mickley) 表示,重要的是,於和他的同事表明,「平流層中的煙霧會停留很長時間」。煙霧在平流層停留的時間越長,煙霧層中的有機物和煙灰吸收陽光或將其反射回太空的時間就越長。她說,過去幾個世紀的重大火山爆發造成了這種太陽反射,變暗效應導致了農作物歉收和飢荒。
野火不太可能產生足夠的煙霧來引起半球變暗效應。但煙霧會以兩種不同的方式損害臭氧層,臭氧層可以保護地球免受太陽過多有害紫外線的影響。

於是說,最直接的是,當缺乏臭氧的煙霧上升到平流層時,它會排出富含臭氧的空氣,導致該地區的臭氧暫時喪失。 Yu 的團隊使用 CALIPSO 衛星上的敏感儀器測量到 2017 年火災期間加拿大部分地區的臭氧損失高達 50%。
此外,隨著時間的推移,野火煙霧輸送到平流層的水蒸氣與水蒸氣發生的化學反應也會損害臭氧。當水蒸氣分解時,它會釋放出稱為自由基的活性氧化氫分子,從而破壞臭氧。 “雖然我們不能說觀察到的臭氧(這些火災造成的損失)是由於化學原因造成的”,但如果更多的煙霧進入平流層,發生臭氧損失的風險就會上升,於說。
研究合著者、華盛頓特區海軍研究實驗室的氣象學家 Michael Fromm 表示,臭氧損失的嚴重程度「目前是一個很大的問號,但正在積極研究」。 ,在全球範圍內。但他說,這些火雲的大小各不相同,其中最大、最強烈的火雲需要炎熱、乾燥、多風的條件下的“完美風暴”,以及附近的非常熱的火團才能到達平流層。
鑑於氣候變遷正在增加火災頻率和強度在一些地方,例如北美西部(SN:2018 年 12 月 22 日,第 12 頁18),我們可能會看到更多的火雲到達平流層,弗洛姆說。但是,他警告說,“在理解 PyroCbs 方面,我們仍處於學習曲線上。”