En brandman kör efter att ha försökt rädda ett hem i Lakeport, Kalifornien, som har störst bränder någonsin. AP Foto / Noah Berger

Än en gång har sommaren och hösten av 2018 på norra halvklotet fört oss en epidemi av stora bränder.

Dessa brännskogar, hus och andra strukturer förskjuter tusentals människor och djur och orsakar stora störningar i människors liv. Den enorma bördan av helt enkelt brandbekämpning har blivit en helårig uppgiftskostnad miljarder dollar, än mindre Kostnaden för förstörelsen.

Rökslöjan kan förlänga hundratals eller till och med tusentals miles, som påverkar luftkvaliteten och synligheten. Till många människor, det har blivit mycket tydligt att mänskligt inducerade klimatförändringar spelar en viktig roll genom att kraftigt öka risken för brand.

Ändå verkar det som om klimatförändringens roll nämns sällan i många eller till och med de flesta nyhetsberättelser om mängden bränder och värmeböljor. Delvis beror det på frågan om attribution är vanligtvis inte klar. Argumentet är att det alltid har funnits bränder, och hur kan vi tilldela ett visst bränder till klimatförändringar?

Som klimatforskare kan jag säga att det här är fel utformning av problemet. Den globala uppvärmningen orsakar inte bränder. Den närmaste orsaken är ofta mänsklig vårdslöshet (cigarettstöt, lägereld inte släckt ordentligt etc.), eller naturligt, från "torr blixt" där en åskväder ger blixt men lite regn. Den globala uppvärmningen förvärrar snarare förutsättningarna och ökar risken för brand.

Ändå finns det stor komplexitet och variabilitet från en brand till nästa, och följaktligen kan tillskrivningen bli komplex. Istället är sättet att tänka på detta ur grundvetenskapens ståndpunkt - i detta fall fysiken.

Den globala uppvärmningen sker

För att förstå samspelet mellan global uppvärmning och bränder, överväga vad som händer med vår planet.

Atmosfärens sammansättning förändras från mänskliga aktiviteter: Det har varit över en 40-procentuell ökning i koldioxid, främst från fossila bränslen som bränner sedan 1800, och över hälften av ökningen är sedan 1985. Andra värmeavskiljningsgaser (metan, kväveoxid, etc.) ökar också i koncentrationen i atmosfären från mänskliga aktiviteter. Priserna accelererar, minskar inte (som hoppas på med Parisavtalet).

Detta leder till en obalanser i energi för planeten.

Energiflödena genom klimatsystemet illustreras schematiskt med siffror på de högsta atmosfärsvärdena och nettobalansebalansen vid ytan. Trenberth et al. 2009

Värmeväxlande gaser i atmosfären fungerar som en filt och hämmar den infraröda strålningen - det vill säga värme från jorden - från att flyga tillbaka in i rymden för att kompensera den kontinuerliga strålningen som kommer från solen. När dessa gaser byggs upp, kvarstår mer av denna energi, mestadels i form av värme, i vår atmosfär. Energin höjer markens, oceanernas och atmosfärens temperatur, smälter is, tinar permafrost och bränner vattencykeln genom förångning.

Dessutom kan vi uppskatta jordens energibalans ganska bra: det motsvarar ungefär 1 watt per kvadratmeter, eller om 500 terawatts globalt.

Medan denna faktor är liten jämfört med det naturliga flödet av energi genom systemet, vilket är 240-watt per kvadratmeter, är det stort jämfört med alla andra direkta effekter av mänskliga aktiviteter. Till exempel elproduktionen i USA förra året medelvärde 0.46 terawatts.

Extravärmen är alltid samma tecken och sprider sig över hela världen. Därmed, där denna energi ackumulerar frågor.

Spåra jordens energiobalans

Värmen ackumuleras i sista hand i havet - över 90 procent. Denna tillsatta värme betyder havet expanderar och havsnivån stiger.

Värme ackumuleras också i smältande is och orsakar smältning Arktisk havsis och glaciärförluster i Grönland och Antarktis. Detta lägger till vatten till havet, och så havsnivån stiger från detta också, stiger med en hastighet över 3 milimeter år, eller över en fot per århundradet.

Globalt havsvärmeinnehåll för de bästa 2000-meterna i havet, med osäkerhetsuppskattningar av den rosa regionen. ScienceAdvances, CC BY-NC

På land är effekterna av energibalansen komplicerade av vatten. Om det finns vatten är värmen huvudsakligen in i förångning och torkning, och det matar fukt i stormer som producerar tyngre regn. Men effekterna ackumuleras inte förutsatt att det regnar på och av.

Men i en torr stavning eller torkanvärmen ackumuleras. För det första torkar det ut, och för det andra höjs temperaturen. Självklart "det regnar aldrig i södra Kalifornien" enligt 1970s popsang, åtminstone under sommarhalvåret.

Så vatten fungerar som planetens luftkonditionering. I avsaknad av vatten ackumuleras de överflödiga värmeeffekterna på mark både genom att torka allt ut och viska växter och höja temperaturerna. Detta leder i sin tur till värmeböljor och ökad risk för brand. Dessa faktorer gäller i regioner i västra USA och i regioner med Medelhavsklimat. Faktum är att många av de senaste bränderna har inträffat inte bara i väst i USA utan också i Portugal, Spanien, Grekland och andra delar av Medelhavet.

Villkoren kan också utvecklas i andra delar av världen när starka högtrycksväder (anticykloner) stagnerar, som kan hända delvis av en slump, eller med ökade odds i vissa vädermönster som de som fastställs av antingen La Niña eller El Niño händelser (på olika ställen). Det förväntas att dessa torra fläckar flyttar från år till år, men att deras överflöd ökar över tid, vilket tydligt händer.

Hur stor är energibalansens effekt över land? Tja, 1 watt per kvadratmeter över en månad, om den ackumuleras, motsvarar 720 watt per kvadratmeter över en timme; 720 watt motsvarar full effekt i en liten mikrovågsugn. En kvadratmeter är ca 10 kvadratmeter. Därför motsvarar det efter en månad en mikrovågsugn med full effekt varje kvadratmeter i sex minuter. Inte konstigt att det kommer i brand!

Attribution vetenskap

Kommer tillbaka till den ursprungliga frågan om bränder och global uppvärmning, förklarar detta argumentet: Det finns extra värme tillgänglig från klimatförändringen, och ovanstående indikerar hur stor den är.

I verkligheten finns det fukt i marken och växter har rotsystem som slår på jordfuktighet och fördröjer effekterna innan de börjar brinna, så att det normalt tar över två månader för att effekterna ska vara tillräckligt stora för att fullt ut ställa scenen för bränder . På en daglig basis är effekten tillräckligt liten för att gå vilse i den normala vädervariationen. Men efter en torr stavning på över en månad är risken märkbart högre. Och såklart global genomsnittlig yttemperatur går också upp.

"Vi kan inte tilldela en enda händelse till klimatförändringar" har länge varit en mantra av klimatforskare. Det har nyligen ändrats, dock.

Precis som i wildfires-exemplet har det skett en realisering som klimatforskare kanske kan göra användbara uttalanden genom att anta att väderförhållandena själva är relativt opåverkade av klimatförändringar. Detta är ett bra antagande.

Klimatforskare kan inte heller säga att extrema händelser beror på global uppvärmning, eftersom det är en dåligt ställd fråga. Men vi kan säga att det är högst troligt att de inte skulle ha haft sådana extrema effekter utan global uppvärmning. Alla väderhändelser påverkas faktiskt av klimatförändringar eftersom miljön där de förekommer är varmare och fuktigare än vad den brukade vara.

Särskilt genom att fokusera på Jordens energibalans, ny forskning förväntas öka förståelsen för vad som händer och varför, och vad det innebär för framtiden.

Om författaren

Kevin Trenberth, Distinguished Senior Scientist, National Center for Atmospheric Research

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

Böcker av denna författare

at InnerSelf Market och Amazon