Гроза з вогню: як лісові пожежі змінюють атмосферу Землі

Лісова пожежа – це не лише стіна вогню, випалена земля та густі клуби диму. За певних умов вона здатна породити справжню грозу, яка піднімає продукти горіння до верхніх шарів атмосфери. Такі хмари, відомі як пірокумулонімбуси, є одним з найбільш незвичайних проявів взаємодії вогню та погоди. У серпні 2026 року фахівці NASA спостерігали їх формування над американським штатом Юта, вивчаючи, як пожежі впливають на атмосферу та чому передбачити їх розвиток буває вкрай непросто.

Пірокумулонімбус (pyrocumulonimbus, або pyroCb) - це потужна грозова хмара конвективного походження, яка виникає під впливом інтенсивної пожежі. Механізм її утворення нагадує розвиток звичайної грози, але джерелом енергії стає не тільки сонячне нагрівання земної поверхні, а насамперед вогонь. Розпечене повітря разом із димом, попелом та іншими продуктами горіння швидко піднімається вгору. Під час підйому повітря охолоджується, водяна пара конденсується, і формується купчасто-дощова хмара. При достатній атмосферній нестійкості висхідні потоки стають настільки сильними, що хмара досягає верхньої тропосфери, інколи навіть проникає й у стратосферу, тобто на висоти понад 13 – 15 км.

Втім, зовнішня схожість із звичайною грозою дуже оманлива. Пірокумулонімбуси здатні супроводжуватися інтенсивними блискавками, градом та зливами, а їх потужні повітряні потоки можуть ускладнювати поширення вогню. Виникає небезпечний зворотний зв'язок: пожежа створює атмосферні умови, які, своєю чергою, здатні впливати на поведінку самої пожежі.

Одним з об'єктів недавнього дослідження стала пожежа «Widemouth 2», що виникла 27 липня 2026 року після удару блискавки. На початку серпня, на тлі сильного вітру, спеки та сухої погоди площа відкритого вогню різко збільшилася. Упродовж 2 серпня пожежа породила кілька осередків потужних купчасто-дощових хмар.

Супутник «Aqua», оснащений спектрорадіометром MODIS, зафіксував високі стовпи диму над районом займання. Вчені аналізували не лише зображення у природних кольорах, а й температуру верхівок хмар. Значення температури нижче −40 °C є однією з ознак того, що хмара досягла значної висоти і може проникати в нижню стратосферу.

Окрім того, дослідники отримали можливість вивчити дим в атмосфері. Літак «GV», який брав участь у науковій місії NASA INSPYRE, попрямував до шлейфу диму, що витягнувся над штатом Нью-Мексико. Прилади на борту збирали зразки та вимірювали характеристики частинок приблизно на висоті 12 кілометрів.

Більшість людей сприймає дим від пожеж як тимчасову проблему: вітер забирає його, повітря поступово очищається, а частинки осідають на поверхню. Але якщо дим потрапляє до стратосфери — шару атмосфери над тропосферою, то ситуація змінюється. Там значно менше водяної пари, тому дрібні аерозольні часточки можуть зберігатися протягом місяців і навіть років, мандруючи на тисячі кілометрів, а іноді огинаючи навіть усю Землю. Аерозолі, що містять сажу та органічні речовини, здатні впливати на поглинання та розсіювання сонячного випромінювання. Крім того, присутність диму може впливати на хімічні процеси, пов'язані із озоновим шаром. Отже, наслідки великої пожежі не обов'язково обмежуються регіоном, де він стався.

За оцінками фахівців, лісові пожежі породжують близько 70 сильних грозових хмар щорічно. Вченим вже вдалося каталогізувати понад 700 таких подій. Деякі дослідження припускають, що ці хмари можуть забезпечувати до чверті чорного вуглецю та органічних аерозолів у нижній стратосфері. Це підкреслює важливість розуміння подібних атмосферних процесів.

Незважаючи на розвиток супутникових спостережень та авіаційних досліджень, багато питань залишаються відкритими. Чому пірокумулонімбуси виникають не при будь-якій пожежі? Яку роль відіграють тип рослинності, вологість повітря та інтенсивність горіння? Чому одні вогняні хмари супроводжуються особливо потужними грозами, а інші розвиваються з меншою інтенсивністю?

Відповіді важливі не лише для фундаментальної науки. Більш точне прогнозування таких хмар допоможе метеорологам та службам пожежогасіння оцінювати ризики, своєчасно попереджати населення та організовувати евакуацію.