Roet liet rookpluim van Canadese natuurbrand extra hoog opstijgen

Zwarte roetdeeltjes kunnen rookwolken uit bosbranden tot hoog in de atmosfeer laten stijgen, waar de rook lang blijft hangen. De roetdeeltjes absorberen zonlicht waardoor de omringende lucht warmer wordt en de rookpluim verder kan stijgen. Dat concluderen Amerikaanse onderzoekers na analyse van een enorme rookpluim die in augustus 2017 in Canada ontstond door bosbranden. Hun resultaten verschenen donderdag in Science. De informatie kan gebruikt worden om modellen te verbeteren die de gevolgen van een nucleaire oorlog op het klimaat voorspellen.

Zware bosbranden in het westen van Canada bliezen in 2017 rookpluimen tot twaalf kilometer hoog de lucht in. Die stegen vervolgens in twee maanden tijd door naar 23 kilometer hoogte en bereikten zo de stratosfeer, de tweede laag in de dampkring. De rook bleef acht maanden lang zichtbaar op satellietbeelden.

Eenmaal in de stratosfeer kan een pluim maandenlang blijven handen. In deze dampkringlaag komt geen regen of ander weer voor wat de rook had kunnen wegspoelen. Hoe hoger een rookpluim komt, hoe langer deze in de atmosfeer blijft hangen. Dat kán effect hebben op het klimaat. De rook blokkeert het zonlicht. Daardoor wordt het op het aardoppervlak eronder donkerder en kouder. De hoeveelheid roetdeeltjes die door natuurbranden in de atmosfeer terechtkomt is daarvoor echter te beperkt

Nucleaire winter

Dat ligt anders voor branden die kunnen ontstaan bij een nucleaire oorlog, mailt Alan Robock, hoogleraar aan de Rutgers University in de Verenigde Staten en een van de onderzoekers. „Een nucleaire oorlog tussen de VS en Rusland kan zoveel rook veroorzaken dat wereldwijd temperaturen dalen en er een nucleaire winter ontstaat. Onze modellen voorspellen dat rook van brandende steden en industriële gebieden tot de stratosfeer kan stijgen.” Maar er waren geen waarnemingen om dit te testen. „De enorme Canadese natuurbrand is de eerste keer dat we dit proces hebben waargenomen. De natuur heeft het experiment voor ons gedaan.”

De onderzoekers vergeleken hun modellen met metingen aan de Canadese rookpluim door moderne meetballonnen en satellieten. Die maten de locatie, hoeveelheid en grootte van de (roet)deeltjes in de atmosfeer.

De rook steeg kilometers omhoog, geheel volgens model, maar bleef ongeveer 150 dagen in de stratosfeer hangen, terwijl het model 250 dagen voorspelde. Volgens de onderzoekers komt dat door fotochemische reacties waarbij organische deeltjes in de wolk verdwijnen doordat ze onder invloed van zonlicht reageren met moleculen in de lucht, zoals ozon.

De modellen die de gevolgen van nucleaire oorlogen trachten te voorspellen stammen uit de tijd van de Koude Oorlog, vertelt Jos de Laat van het KNMI, die niet bij het Amerikaanse onderzoek betrokken was. „Een aantal van de auteurs van dit nieuwe artikel brachten de mogelijke klimaateffecten van een nucleair conflict dertig of veertig jaar geleden al onder de aandacht.”

Vijftig kilometer hoog

Zelf deed De Laat vergelijkbaar onderzoek naar branden die in 2009 in Australië woedden. „Daar zagen we rookpluimen die opstegen tot twintig kilometer hoogte, waarschijnlijk door hetzelfde opwarmende effect.”

Rookwolken van branden in stedelijke gebieden zullen relatief minder van deze organische deeltjes bevatten en meer roetdeeltjes. Die rookpluimen kunnen tot ruim 50 kilometer hoogte stijgen, schrijven de onderzoekers.

In Siberië woeden nu ook heftige bosbranden. „Die lijken minder hoog te komen dan de Canadese brand”, zegt De Laat. „Dat is een eerste inschatting. We kunnen er pas later dit jaar daar meer over zeggen.” Hoe hoog een rookpluim komt is afhankelijk van het weer. „Als de kans op buien groot is, zorgen de omstandigheden in de atmosfeer ervoor dat de rook hoger komt en verder op kan stijgen.”