Rookwolken van de Australische branden op 7 februari 2009. Witte wolken duiden op water, grijze wolken op rook. Witte plekken in de rookwolken duiden op vorming van wolkendruppels in of boven de rook, de zogenaamde pyro-cumulus wolken. De rood omcirkelde gebieden zijn locaties waar branden zijn waargenomen. Melbourne bevindt zich in de rode cirkel. De lengte van de grote rookpluim is op dat moment ongeveer 250 km. Bron: MODIS/NASA
Rookwolken van de Australische branden op 7 februari 2009. Witte wolken duiden op water, grijze wolken op rook. Witte plekken in de rookwolken duiden op vorming van wolkendruppels in of boven de rook, de zogenaamde pyro-cumulus wolken. De rood omcirkelde gebieden zijn locaties waar branden zijn waargenomen. Melbourne bevindt zich in de rode cirkel. De lengte van de grote rookpluim is op dat moment ongeveer 250 km. Bron: MODIS/NASA
Nucleaire winterscenario’s, die in de jaren tachtig ontstonden, gaan ervan uit dat na een kernbomontploffing grote hoeveelheden stof vrijkomen die snel naar grote hoogte stijgen. Een dikke stoflaag zo hoog in de atmosfeer kan jaren blijven hangen en houdt zonlicht tegen. Hierdoor zou het klimaat sterk afkoelen met een nucleaire winter tot gevolg. De stijging van stof door absorptie van zonlicht was echter alleen bekend uit modelberekeningen omdat het proces in deze scenario’s in de praktijk moeilijk is aan te tonen. Met het analyseren van de satellietmetingen van de rookwolk die op 7 februari 2009 boven Australië ontstond, hebben KNMI-onderzoekers het bestaan hiervan bewezen. De rookwolk – die een gebied besloeg ter grootte van West-Europa - was binnen een paar dagen tot op 20 kilometer hoogte terug te vinden. In de maanden daarna bereikte de rookwolk zelfs 30 kilometer hoogte.

Een logische verklaring kon zijn geweest dat door de grote warmteontwikkeling vanwege de branden zich stapelwolken konden vormen die in rap tempo de rook naar grote hoogte transporteren. Dat is een bekend fenomeen – genaamd pyro-convectie met pyrocumulus (ondiepe wolken) en pyro-cumulonimbus (diepe wolken) tot gevolg.

Maar de weersomstandigheden waren te ongunstig voor het ontstaan van grootschalige pyro-convectie. De bijbehorende wolkenvorming was ook maar beperkt zichtbaar in de satellietwaarnemingen: In de eerste 12 tot 24 uur na de branden werden geen rook en wolken boven de 10 km hoogte waargenomen.

De KNMI-onderzoekers gingen zich vervolgens richten op de optische eigenschappen van de rookwolk. Die bestaan vooral uit roet, zijn donker van kleur en absorberen veel zonlicht. Daarmee wordt warmte gegenereerd zodat de rook steeds hoger in de atmosfeer komt, want warme lucht is lichter en stijgt. De Australische rookwolken bleken erg veel zonlicht te absorberen, en uit de berekeningen volgde dat dit proces inderdaad zoveel warmte kan genereren dat de rookwolken binnen een paar dagen 20 kilometer hoogte kunnen bereiken.

Dit proces in de Australische rookwolk is vergelijkbaar met de stofwolken in de scenario’s voor een nucleaire winter. Hierdoor is het mechanisme waar deze scenario’s vanuit gaan, bevestigd.

De KNMI-onderzoekers Jos de Laat, Reinout Boers, Deborah Stein en Olaf Tuinder publiceren hun onderzoeksresultaten in Journal of Geophysical Research onder de titel “A solar escalator: Observational evidence of the self-lifting of smoke and aerosols by absorption of solar radiation in the February 2009 Australian Black Saturday plume.”