Rook van Australische natuurbranden kwam extreem hoog

Aardwetenschap Aerosolen in hoge luchtlagen kunnen het weer beïnvloeden. In Australië was de hoeveelheid rook zeer groot, in 2019/2020.

Een natuurbrand op het Australische eiland Tasmanië. Tussen september 2019 en maart 2020 bereikte de rook van branden op het continent uitzonderlijke hoogtes.
Een natuurbrand op het Australische eiland Tasmanië. Tussen september 2019 en maart 2020 bereikte de rook van branden op het continent uitzonderlijke hoogtes. Foto Tasmania Parks and Wildlife Service

De enorme hoeveelheden rook die vrijkwamen bij de natuurbranden in Australië in het seizoen 2019/2020, bereikten uitzonderlijke hoogtes. De rook werd meegevoerd tot in de lagere stratosfeer, op een hoogte van zo’n 15 kilometer. Van daaruit kunnen de rookdeeltjes (aerosolen) makkelijker over een heel groot gebied uitwaaien. Hun effect op het weer houdt dan langer aan. Dat schrijven Israëlische onderzoekers deze donderdag in Science.

Volgens de twee aardwetenschappers is de geschatte hoeveelheid aerosolen die de stratosfeer bereikte, te vergelijken met die van een „middelmatige vulkaanuitbarsting”.

Vulkaanuitbarstingen kunnen een tijdelijk koelend effect hebben aan het aardoppervlak. Of dat ook opgaat voor deze branden, laten de onderzoekers in het midden. Ze benadrukken dat aerosolen zowel koelend kunnen werken (door zonlicht te weerkaatsen) als opwarmend (door zonlicht te absorberen).

Uitzonderlijk heftig

De hoogte die de rook in dit geval bereikte, en de hoeveelheid die in de stratosfeer terechtkwam, leidden de onderzoekers af uit verschillende satellietmetingen. Zo is bijvoorbeeld te achterhalen hoeveel zonlicht er door de atmosfeer dringt, en wat de chemische samenstelling is van verschillende luchtlagen. Zo zagen ze het doordringende zonlicht vanaf november 2019 sterk teruglopen tussen 20 en 40 graden zuiderbreedte. In de maanden daarna breidde het effect zich uit. In januari 2020 drong het minste zonlicht door. Daarna herstelde de situatie zich langzaam. Op basis van andere metingen konden ze achterhalen dat de rook 15 km hoog kwam.

Herman Russchenberg, hoogleraar atmosferische remote sensing aan de TU Delft, en niet bij het onderzoek betrokken, noemt het „een mooie studie”. Bijzonder is volgens hem vooral hoe de rook in dit geval zo hoog is kunnen komen. Datzelfde zegt Thomas Röckmann, hoogleraar atmosferische fysica en chemie aan de Universiteit Utrecht. „Iedereen weet dat hete lucht opstijgt. En tot nog toe was het idee dat het de hete lucht van de branden zelf was die de rook omhoog voert. Dat speelt in geval van deze Australische branden maar beperkt.”

Gebied waar orkanen ontstaan

De rook kon zo hoog komen door een combinatie van drie factoren. De branden waren uitzonderlijk heftig, hielden lang aan, en produceerden daardoor enorme hoeveelheden rook. Daarnaast is op hogere breedtegraden de troposfeer, de onderste luchtlaag, dunner dan in de tropen – respectievelijk zo’n 12 en 17 kilometer. Daardoor bereikt de rook sneller de stratosfeer. En de branden woedden dit keer vooral in het oosten en zuidoosten van Australië – in het noorden van het continent zijn bijna elk jaar in de zomer (december t/m februari) branden in de droge savannegebieden. De rook die vrijkwam bij de branden bevond zich bovenwinds van de zogeheten cyclone belt, een gebied op zee waar orkanen ontstaan. „Als deze orkanen zich vormen, onttrekken ze warmte uit de zee, en ontstaan er zogeheten convectieve cellen waarin warme lucht opstijgt”, zegt Russchenberg. De rook werd door deze cellen mee omhoog gevoerd.

Voor klimaatonderzoek is het belangrijk dat dit mechanisme is blootgelegd, zeggen Russchenberg en Röckmann. In modellen is de rol van aerosolen één van de meest onzekere factoren. Meer kennis verbetert die modellen, en hopelijk ook de voorspellingen. „En dit nu beschreven proces kan significanter worden”, zegt Russchenberg. Naarmate de opwarming van de aarde doorzet, zullen zich meer natuurbranden voordoen.