Por primera vez se modelizan adecuadamente las tormentas inducidas por los incendios forestales: los pirocumulonimbus

Los grandes incendios forestales pueden generar su propio sistema meteorológico y el calor extremo del incendio puede producir el desarrollo de una explosiva nube de tormenta que generar rayos, frentes de rachas e, incluso, tornados de fuego (firenados) que avivan aún más las llamas del propio incendio.

Estas tormentas, originadas por incendios forestales, se han convertido en una parte cada vez más frecuente de las temporadas de incendios en muchas partes del mundo con impactos duraderos en la calidad del aire, el tiempo y el clima. Hasta ahora, los científicos han tenido dificultades para reproducirlas en modelos del sistema terrestre, lo que ha dificultado nuestra capacidad para predecir su ocurrencia y comprender su impacto en el clima global. Ahora, un nuevo estudio supone un avance al desarrollar un novedoso marco de modelado del sistema terrestre de incendios forestales.

Las nubes de tormentas de los incendios forestales: la modelización de los pirocumulonimbus

Una investigación publicada en Geophysical Research Letters, representa la primera simulación exitosa de estas tormentas inducidas por incendios forestales, conocidas como nubes pirocumulonimbus, dentro de un modelo del sistema terrestre. Dirigido por el científico del DRI Ziming Ke, el estudio reprodujo con éxito la sincronización, la altura y la intensidad observadas de la tormenta del incendio Creek, una de las nubes pirocumulonimbus más grandes conocidas en EE. UU., según la NASA. El modelo también replicó múltiples tormentas eléctricas producidas por el incendio Dixie de 2021, que se produjo en condiciones muy diferentes. Considerar cómo la humedad transportada a las capas superiores de la atmósfera por el terreno y los vientos contribuye al desarrollo de las nubes es clave para sus hallazgos.

"Este trabajo representa un avance pionero en la modelización del sistema terrestre", afirmó Ke. "No solo demuestra cómo se pueden estudiar los incendios forestales extremos dentro de los modelos del sistema terrestre, sino que también consolida la creciente capacidad del DRI en el desarrollo de modelos del sistema terrestre, una fortaleza fundamental que posiciona al instituto para liderar futuros avances en la ciencia de los incendios forestales y el clima".

Cuando se forma una nube pirocumulonimbus, inyecta humo y humedad en la atmósfera superior con magnitudes comparables a las de pequeñas erupciones volcánicas, lo que afecta la forma en que la atmósfera terrestre recibe y refleja la luz solar.

Estos aerosoles de fuego pueden persistir durante meses o más, alterando la composición estratosférica. Al transportarse a las regiones polares, afectan la dinámica del ozono antártico, modifican las nubes y el albedo, y aceleran el derretimiento del hielo y la nieve, transformando la retroalimentación climática polar. Los científicos estiman que se producen entre decenas y cientos de estas tormentas a nivel mundial cada año, y que la tendencia de incendios forestales cada vez más graves solo aumentará su número. Hasta ahora, la falta de incorporación de estas tormentas en los modelos del sistema terrestre ha dificultado nuestra capacidad para comprender el impacto de esta perturbación natural en el clima global.

"Nuestro equipo desarrolló un novedoso marco de modelado del sistema terrestre de incendios forestales que integra emisiones de incendios forestales de alta resolución, un modelo unidimensional de ascenso de columnas y el transporte de vapor de agua inducido por incendios en el vanguardista modelo del sistema terrestre del DOE", afirmó Ke. "Este avance impulsa el modelado de alta resolución de peligros extremos para mejorar la resiliencia y la preparación nacionales, y proporciona el marco para la futura exploración de estas tormentas a escala regional y global dentro de los modelos del sistema terrestre".

Referencia

Ziming Ke, et al, Simulating Pyrocumulonimbus Clouds Using a Multiscale Wildfire Simulation Framework. Geophysical Research Letters
https://doi.org/10.1029/2024GL114025