Расчеты профессора Стэнфордского университета указывают на то, что лесные и прочие виды пожаров, играют намного большую роль в изменении климата, недели считалось ранее.
Давно известно, что сжигание биомассы — сжигание лесов с целью расчистки территории под сельскохозяйственные угодья, подсечно-огневое земледелие, а также пожары, возникающие в лесных угодьях из-за неосторожного обращения с огнём или воспламенения сухой травы в жаркую погоду — фигурирует и в изменении климата на Земле, и в здравоохранении на планете.
До исследования, проведенного профессором Mark Z. Jacobson из Стэнфордского университета, никто не производил количественную оценку вклада сжигания биомассы в эти процессы. Исследование Jacobson, детализировано описанное в статье, опубликованной 30 июля 2014 года в журнале «Journal of Geophysical Research: Atmospheres», основано на трехмерной компьютерной модели, позволяющей идентифицировать последствия сжигания биомассы. Результаты моделирования указывают на то, что сжигание биомассы намного существеннее сказывается на изменении климата и здоровье людей, нежели считалось ранее.
По словам Jacobson, 5-10% от числа общего числа смертельных случаев на планете, связанных с загрязнением воздушной среды, обусловлены сжиганием биомассы. Из этого следует, что лесные пожары ежегодно становятся причиной преждевременной смерти порядка 250 тысяч человек.
Безусловно, углерод, связан с глобальным потеплением. Большинство выбросов углерода, обусловленных деятельностью человека, представлено в виде углекислого газа (CO2), но есть и другие формы углерода, в частности, метан (CO4), частицы, образовывающиеся в результате пожаров: крошечные кусочки сажи, называемые черным углеродом, и пылинки, известные как «коричневый углерод».
Jacobson объясняет, что антропогенные выбросы двуокиси углерода, за исключением сжигания биомассы, ежегодно составляют более 39 млрд тонн. В них входят выбросы от электростанций, которые работают на твердом топливе, автомобильные выхлопные газы, выбросы от заводов и откормочных площадок крупного рогатого скота и т. д.
По словам учёного, почти 8,5 млрд тон атмосферного углекислого газа, а это 18% от всех антропогенных выбросов CO2, приходится на сжигание биомассы.
Исследование показывает, что CO2 — это далеко не единственная проблема, которая связана с сжиганием биомассы. Черный и коричневый углерод максимизируют тепловое воздействие таких пожаров. Они, по существу, приводят к тому, что горение биомассы вызывает намного больший эффект глобального потепления на единицу веса, нежели другие, связанные с деятельностью человека, источники углерода.
Черный и коричневый углерод способен увеличивать нагрев атмосферы тремя способами. Во-первых, они входят в состав крошечных капелек влаги, формирующих облака. Ночью, они не представляют какой-либо проблемы, но в течение светового дня, свет рассеивается об эти частицы, создавая эффект люминесценции.
Когда свет проходит через капельку воды, содержащую черный или коричневый углерод, эти частицы поглощают энергию света, создавая тепло и ускоряя процесс испарения влаги. Частицы углерода, находящиеся между этими капельками, также поглощают рассеянный свет, превращая его в тепло.
По словам учёного, нагревание облачных масс приводит к снижению их относительной влажности. Это в конечном итоге может привести к полному рассеиванию облака. Ввиду того, что облака отражают солнечный свет, их рассеивание приводит к тому, что больше солнечного света достигает поверхности Земли, приводя к увеличению температур воды и воздуха.
Jacobson также отмечает, что частицы углерода, испускаемые во время горения биомассы, оседают на снегах и льдах, ускоряя процесс их таяния.
Лёд и снег, как правило, белые, благодаря чему их поверхности довольно эффективно отражают солнечный свет. Из-за того, что углерод темный, он поглощает этот свет, аккумулируя тепловую энергию.
Jacobson также установил, что некоторые частицы углерода — разновидности белого и серого углерода, которые связаны с некоторыми видами пепла — могут вызывать обратный — охлаждающий — эффект, поскольку способны отражать солнечный свет.
Потепление, обусловленное всеми антропогенными парниковыми газами — углекислым газом, метаном, закисью азота, хлорфторуглеродами и тд — в сочетании с нагреванием, связанным с черным и коричневым углеродом, может привести к повышению температуры на 2 С всего на 20 лет. Такие результаты показывает компьютерное моделирование. Тем не менее, белые и серые частицы углерода, которые способны отражать солнечный свет, могут частично компенсировать этот эффект в планетарных масштабах.
«Частично» — потому что охлаждающий эффект частиц углерода светлых тонов, по мнению Jacobson, не превысит 1 С.
Модель Jacobson также отслеживает воздействие прямого тепла, образующего в результате сжигания биомассы.
Прямое тепло во время лесных пожаров весьма существенно и способствует испарению облаков, уменьшая их относительную влажность. Сжигание биомассы также предусматривает сжигание отходов лесопильных предприятий для производства энергии. Такой метод получения энергии довольно часто ассоциируется с альтернативой сжигания полезных ископаемых. Это отчасти так, но за счет тепловых эффектов и эффектов загрязнения, эффективность весьма сомнительная. К тому же продукты горения биомассы усугубляют самочувствие людей, страдающих раком лёгких и астмой, сердечно-сосудистыми и прочими заболеваниями.
