Ook dit jaar werd Europa weer geteisterd door enorme bosbranden. We weten inmiddels hoe slecht die rook is voor mens en dier, het is bovendien eeuwig zonde van de bosgebieden die letterlijk in rook opgaan. Maar er is nog een vervelend gevolg: zulke grote branden kunnen de atmosfeer zo sterk veranderen dat ze hun eigen weersystemen creëren.
Normaal gesproken bepaalt het weer hoe een natuurbrand zich ontwikkelt. Droge lucht, hitte, wind en bliksem spelen een belangrijke rol bij het ontstaan en de verspreiding van vuur. Maar zodra een brand groot en heet genoeg wordt, draait dit om. Dan reageert het vuur niet langer alleen op het weer, maar begint het zelf het weer te maken.
1. Vuurtornado’s uit opstijgende lucht
Een natuurbrand geeft enorme hoeveelheden warmte af. De lucht boven de vlammen warmt daardoor razendsnel op, wordt lichter dan de omringende lucht en stijgt op. Zo ontstaat een krachtige opwaartse luchtstroom.
Soms wordt die opstijgende lucht zo krachtig dat hij begint te draaien. Dan ontstaat een vuurwervel, ook wel een vuurtornado genoemd. Het mechanisme lijkt sterk op dat van een gewone tornado, al zijn vuurtornado’s meestal kleiner. Bovendien blijven ze beperkt tot het gebied waar de brand de warmte levert die de tornado in stand houdt.
2. Wolken die uit vuur ontstaan
De opstijgende rookpluim bevat niet alleen hete gassen, maar ook waterdamp. Die komt vrij uit brandende vegetatie en uit de omringende lucht. Naarmate de pluim hoger stijgt, koelt de waterdamp af en condenseert tot kleine waterdruppeltjes. Zo vormt zich recht boven de brand een wolk. Wetenschappers noemen zo’n wolk een pyrocumulus, oftewel een vuurwolk.
Bij het condenseren van waterdamp komt opnieuw warmte vrij. Daardoor wordt de opstijgende lucht nóg lichter en kan de wolk verder doorgroeien. Is de brand krachtig genoeg en is de atmosfeer instabiel, dan kan de wolk zelfs tot in de bovenste troposfeer komen. Uiteindelijk kan zo een pyrocumulonimbus ontstaan: een onweersbui die door de natuurbrand zelf wordt veroorzaakt.
Leestip: Waar rook is, is kanker: bosbranden vergroten kans op ziekte fors
3. Bliksem die nieuwe branden ontsteekt
Als een vuurwolk hoog genoeg komt, bereikt die een deel van de atmosfeer waar de temperatuur onder het vriespunt ligt. Wolkendruppels bevriezen daar en vormen ijskristallen, hele koude waterdruppels en zachte hagel. Na verloop van tijd wordt het spanningsverschil zo groot dat bliksem ontstaat.
Door botsingen tussen deze deeltjes raken positieve en negatieve elektrische ladingen van elkaar gescheiden. Die bliksem kan nieuwe brandhaarden veroorzaken buiten het oorspronkelijke brandgebied, waardoor de bestrijding nog ingewikkelder wordt.
Dat gebeurde bijvoorbeeld eind juli bij een grote natuurbrand bij Saumos in het zuidwesten van Frankrijk. Daar vormde zich een pyrocumulonimbuswolk. Blikseminslagen uit die onweersbui deden buiten de bestaande vuurhaard nieuwe branden ontstaan, waardoor het vuur zich verder kon uitbreiden.
4. Rook verandert het weer op grote afstand
De invloed van een natuurbrand reikt veel verder dan het gebied waar de vlammen woeden. Rook kan zich over honderden tot zelfs duizenden kilometers verspreiden. Onderweg beïnvloedt die rook de vorming van wolken en de ontwikkeling van bliksem.
Rookdeeltjes fungeren als kleine kiemen waarop waterdamp kan condenseren. Wanneer rook een gebied bereikt, neemt het aantal van zulke condensatiekernen toe. Daardoor moet dezelfde hoeveelheid water zich verdelen over veel meer wolkendruppeltjes. Elke afzonderlijke druppel blijft daardoor kleiner.
Kleinere druppels hebben meer tijd nodig om samen te smelten tot regendruppels. Regen kan daardoor later vallen of zich verplaatsen naar een gebied verder met de wind mee. Dat maakt het voorspellen van neerslag tijdens grote natuurbranden aanzienlijk lastiger.
Ook het bliksempatroon kan veranderen. Onder normale omstandigheden heeft ongeveer 90 procent van de bliksem die de grond bereikt een negatieve elektrische lading. Positief geladen bliksem is juist zeldzaam.
In onweersbuien die door rook worden beïnvloed, blijkt dat patroon soms drastisch te veranderen. Onderzoeken laten zien dat het aandeel positief geladen bliksem opvallend hoog kan zijn. Positieve bliksem is krachtiger dan negatieve: de elektrische stroom is groter, de ontlading duurt langer en er komt meer energie vrij. Daardoor neemt de kans toe dat nieuwe natuurbranden ontstaan en zijn de risico’s voor mensen en infrastructuur groter.
In sommige door rook beïnvloede onweersbuien bestond meer dan 40 procent van alle blikseminslagen uit positief geladen bliksem. In de meest extreme gevallen liep dat zelfs op tot meer dan 90 procent.
Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
