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Um novo estudo mostra pela primeira vez que os incêndios florestais nos estados da Costa Oeste podem fortalecer as tempestades nos estados a favor do vento. O calor e as minúsculas partículas transportadas pelo ar produzidas por incêndios florestais no oeste intensificam distantes tempestades severas, em alguns casos trazendo granizo do tamanho de uma bola de beisebol, chuva mais forte e inundações repentinas para estados como Colorado, Wyoming, Nebraska, Kansas, Oklahoma e Dakotas.
Normalmente, os incêndios florestais e as tempestades na região central dos EUA são separados por estações. Como as chamas começam mais cedo a cada ano, no entanto, os dois eventos agora se aproximam.
A cientista da Terra Jiwen Fan, pesquisadora do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia, começou a investigar uma relação entre os dois fenômenos quando notou que os incêndios florestais de 2018 no oeste se sobrepuseram a tempestades no centro dos EUA. semana. Olhando mais longe, Fan descobriu que era a primeira vez que essas tempestades e incêndios florestais coincidiam em 20 anos, onde as tempestades duravam mais de quatro dias.
“Eu pensei, talvez haja algum tipo de conexão lá”, disse Fan, que liderou o novo estudo. Sua equipe usou dados que descrevem os níveis de chuva e granizo das tempestades, bem como os incêndios e as nuvens de fumaça, para explorar um possível mecanismo por trás da conexão. O grupo usou modelos climáticos que rastreiam partículas de calor e fumaça para explorar como os incêndios podem influenciar remotamente o clima.
“Precisamos ser cuidadosos e informados”, disse Fan. “Quanto mais entendermos os fatores que contribuem para tempestades como essa, que causam perdas massivas de propriedades, melhor seremos capazes de nos preparar para elas. E, ao olharmos para o clima futuro, sabemos que os incêndios florestais aumentarão, principalmente em o Oeste.”
“Tempestades severas na região central dos EUA também devem aumentar”, acrescentou Fan. “Portanto, é razoável esperar que esses eventos concomitantes aconteçam com mais frequência, e o impacto dos incêndios florestais ocidentais nas tempestades centrais pode se tornar cada vez mais importante no futuro”.
O artigo foi publicado segunda-feira, 17 de outubro, na revista Anais da Academia Nacional de Ciências.
Céus esfumaçados, tempestades mais fortes
O que está por trás do relacionamento? Vamos começar com os incêndios no oeste dos EUA. À medida que eles queimam, esses incêndios liberam níveis incríveis de calor. Algumas das chamas, por exemplo, aqueceram a área do incêndio de 10 a 40 vezes mais do que as temperaturas típicas de fundo em julho. Eles também liberam partículas de fumaça, chamadas aerossóis.
Esse calor cria uma forte diferença na pressão do ar. Perto dos incêndios, a pressão do ar é alta. No tempestuoso centro dos EUA, a pressão do ar é geralmente mais baixa. À medida que a alta pressão aumenta perto do incêndio, o ar circundante flui em direção ao ar de pressão mais baixa, fortalecendo o vento que já flui de oeste para leste.
Esses ventos mais fortes de oeste carregam aerossóis de fumaça dos estados ocidentais para os centrais. Ao longo de sua jornada, os ventos também carregam a umidade atmosférica. Agora transportada para as tempestades que se formam acima da região central dos EUA, a maior concentração de umidade e aerossóis desencadeia uma série de reações de fortalecimento da tempestade.
Como gotas de água que se acumulam nas agulhas de uma sequoia, os aerossóis fornecem uma área de superfície extra na qual o vapor de água pode se condensar. À medida que a água condensa, libera calor. Este calor adicionado fornece energia que fortalece as tempestades. Quando uma tempestade é suficientemente forte, as gotas de água condensadas congelam e começam a formar granizo.
Dentro da tempestade, fortes correntes ascendentes levantam repetidamente as pedras de granizo. Cada segundo que uma pedra de granizo passa dentro da tempestade é outro momento em que ela pode coletar mais gotas de água resfriadas, criando uma pedra de granizo cada vez maior, como corda após corda adicionada a uma bola de barbante. Uma vez que as pedras se tornam pesadas demais para serem levantadas pelas correntes ascendentes da tempestade, elas caem, causando danos a plantações, edifícios, carros e, ocasionalmente, pessoas.
Os incêndios florestais locais no centro dos EUA também fortaleceram as mesmas tempestades, de acordo com o estudo, mas em um grau menos significativo. Esses incêndios florestais são muito mais fracos do que os seus homólogos ocidentais. O grupo de Fan planeja procurar conexões semelhantes em outras regiões.
As descobertas podem ajudar a informar futuras previsões meteorológicas severas, disse Yuwei Zhang, primeiro autor do novo estudo e pós-doc na equipe de pesquisa de Fan.
“O custo das tempestades que estudamos excedeu US$ 100 milhões em danos”, disse Zhang. “Se soubermos que incêndios florestais distantes contribuem para tempestades mais fortes, essa informação pode trazer melhores projeções, o que pode ajudar a evitar algum grau de destruição”.
O Carr Fire, que reivindicou um quarto de milhão de acres na Califórnia, e o Mendocino Complex Fire, que causou US$ 257 milhões em danos e queimou 280 estruturas no mesmo estado, estavam entre os incêndios em estudo.
Granizo em um clima em mudança
Muitas áreas nos Estados Unidos verão um aumento de incêndios florestais – o que significa que mais aerossóis de incêndios florestais serão lançados na atmosfera da Terra e influenciarão seu clima de maneiras que os cientistas estão trabalhando para entender. Além de aumentar as tempestades severas por meio de incêndios florestais, como o aquecimento do clima afetará diretamente o clima severo, principalmente as tempestades que produzem granizo?
Em um estudo separado publicado na revista Earth’s Future, Fan explorou como as mudanças climáticas podem alterar as tempestades de granizo na região central dos EUA. sensibilidade. Essas tempestades sensíveis estão associadas a um padrão climático de grande escala, diferente daquele das tempestades insensíveis a mudanças climáticas.
“Ao vincular os impactos das mudanças climáticas nas tempestades de granizo aos padrões climáticos em larga escala mais fáceis de modelar, este estudo avança nosso conhecimento sobre a previsibilidade de chuvas de granizo com implicações importantes para o gerenciamento de riscos”, disse Fan.
Os autores do estudo do PNNL sobre os incêndios florestais ocidentais que influenciam as tempestades centrais dos EUA incluem Fan, Zhang e Manish Shrivastava. Cameron Homeyer, da Universidade de Oklahoma, assim como Yuan Wang e John Seinfeld, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, também são autores.
Os autores do estudo da PNNL sobre a resposta das tempestades de granizo às mudanças climáticas antropogênicas incluem Fan, Zhang, Jingyu Wang, Jong-Hoon Jeong, Xiadong Chen, Shixuan Zhang, Yun Lin e Zhe Feng. Rebecca Adams-Selin da Verisk Atmospheric and Environmental Research em Lexington, Massachusetts, também é uma autora colaboradora.
Este trabalho foi apoiado pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia e a Fundação Nacional de Ciência, e possibilitado por recursos do Centro Nacional de Computação Científica de Pesquisa em Energia, uma instalação do usuário do Escritório de Ciência do DOE.
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