科学家们已经在其他地方看到了这些影响的证据,但不是通过直接从空气中收集云滴,也不是在像美国西部这样受干旱困扰的土地上。例如,亚马逊、非洲南部和印度尼西亚的火灾,都会将巨大的烟柱推向大气层,而这些细小的颗粒在那里的作用与美国西部的相同——制造出密布着细小水滴的云,锁住云中的水分。
火灾还会影响大气本身。烟雾颗粒是深色的,所以它们能吸收阳光,使自己和周围的空气变热。与此同时,它们协助形成的密度较大的云层很明亮,所以会反射大量阳光,从而防止阳光加热地面。
这样一来,烟雾减少了温暖的地面和高处的冷空气之间的温差。而这种温差是驱动对流上升气流形成风暴云的主要推动力。
科学家们估计,这些综合效应——对流受到抑制以及水滴太小无法降落——在火灾季节减少了非洲中部烟雾弥漫地区的降水,可能触发一个反馈循环,导致更多的火灾。同样的情况也发生在马达加斯加,在过去的几十年里,那里的降雨量下降了大约20%,部分原因是人为引起的火灾,Jonathan Jiang说道。
在某些情况下,烟雾也可能会起到相反的作用,加剧降水。在潮湿的亚马逊地区,有一套复杂的大气物理学原理,这意味着烟雾会压制低空云层,但会导致高层大气中形成风暴云。
但总的来说,气候模型表明,烟雾导致的降雨量下降可能会发生在地球的大部分地区。气候变化将如何推动这种情况继续恶化下去也是非常令人担忧的,Jonathan Jiang说道。
“想想全球变暖。由于额外的热量,野火更加频繁。又因为它们更频繁,环境变得更干燥,这又意味着降水的减少,”他解释道。
因此,烟雾最终可能会加剧旱情,并保证其自身长期存在。
一个“非常可怕”的反馈循环
Twohy和同事没有将空气中额外的烟雾与西部降雨量的变化直接联系起来,但科学家们发现,西部地区火灾季节的降雨量比过去减少了。2018年的一项研究发现,自1979年以来,夏季的降雨天数每十年减少约4%。这导致了干燥植被的增加,而这些植被已经成熟,易于燃烧。
在过去的20年里,西部地区的野火和烟雾出现了大幅增加。2018年,最终进入大气层的燃烧物比20世纪的平均水平高出近两倍;2020年,高出近三倍。
尽管在最好的年份里,西部大部分地区的夏季降雨量也不多,但这些雨水非常重要。爱达荷州博伊西洛基山研究站的林务局研究员Charles Luce表示。“通常,火势大小与雨水何时扑灭火有关。”
新的研究表明,烟雾可能有助于抑制雨水,这就减少了火被扑灭或从一开始就阻止火灾发生的可能性。没有人知道这种影响会对美国西部或世界产生多大的影响。
对于西方国家来说,反馈循环再度加剧是难以承受的,因为他们已经在干旱中挣扎了20多年,而且还要面对又一年的野火和烟雾,Jonathan Jiang说道。