Seorang ahli bomba beroperasi setelah cuba menyelamatkan rumah di Lakeport, California, menderita kebakaran terbesar yang pernah terjadi. AP Photo / Noah Berger

Sekali lagi, musim panas dan kejatuhan 2018 di Hemisfera Utara telah membawa kita wabak api besar.

Ini membakar hutan, rumah dan struktur lain, menggantikan ribuan manusia dan haiwan, dan menyebabkan gangguan besar dalam kehidupan orang ramai. Beban berat hanya memadam kebakaran telah menjadi beban tugas sepanjang tahun berbilion-bilion dolar, apatah lagi kos kemusnahan.

Tudung asap boleh memanjangkan ratusan atau bahkan ribuan mil, menjejaskan kualiti dan penglihatan udara. Untuk ramai orang, ia telah menjadi sangat jelas bahawa perubahan iklim disebabkan manusia memainkan peranan utama dengan sangat meningkatkan risiko kebakaran hutan.

Namun seolah-olah peranan perubahan iklim jarang disebut dalam banyak atau bahkan kebanyakan berita mengenai banyak kebakaran dan gelombang haba. Sebahagiannya adalah kerana isu atribusi tidak biasanya jelas. Hujahnya adalah sentiasa terdapat kebakaran hutan, dan bagaimana kita boleh menyifatkan sebarang kebakaran hutan terhadap perubahan iklim?

Sebagai seorang saintis iklim, saya boleh mengatakan ini adalah salah membingkai masalah. Pemanasan global tidak menyebabkan kebakaran hutan. Penyebab utama adalah kecuaian manusia (puntung rokok, kebakaran kem tidak dipadamkan dengan betul, dan lain-lain), atau semulajadi, dari "kilat kering" di mana ribut petir menghasilkan kilat tetapi sedikit hujan. Sebaliknya, pemanasan global memburukkan keadaan dan menimbulkan risiko kebakaran hutan.

Walaupun demikian, terdapat kerumitan dan kebolehubahan yang besar dari satu kebakaran hingga seterusnya, dan dengan itu pengikatan boleh menjadi kompleks. Sebaliknya, cara berfikir tentang hal ini adalah dari sudut sains asas - dalam kes ini, fizik.

Pemanasan global sedang berlaku

Untuk memahami interaksi antara pemanasan global dan kebakaran hutan, pertimbangkan apa yang berlaku kepada planet kita.

Komposisi atmosfera berubah dari aktiviti manusia: Telah melebihi peningkatan peratus 40 dalam karbon dioksida, terutamanya dari pembakaran bahan api fosil sejak 1800s, dan lebih separuh daripada peningkatan sejak 1985. Gas perangkap haba yang lain (metana, nitrous oksida, dan lain-lain) juga meningkatkan kepekatan di atmosfera dari aktiviti manusia. Kadar mempercepatkan, tidak menurun (seperti yang diharapkan dengan Perjanjian Paris).

Ini membawa kepada ketidakseimbangan tenaga untuk planet ini.

Aliran tenaga melalui sistem iklim digambarkan secara skematik dengan nombor di atas nilai atmosfera dan ketidakseimbangan tenaga bersih di permukaan. Trenberth et al 2009

Gas-gas di udara bertindak sebagai selimut dan menghalang radiasi inframerah - iaitu haba dari Bumi - dari melarikan diri ke ruang angkasa untuk mengimbangi sinaran berterusan yang datang dari matahari. Apabila gas-gas ini membina, lebih banyak tenaga ini, kebanyakannya dalam bentuk haba, kekal di atmosfera kita. Tenaga itu menimbulkan suhu tanah, lautan dan atmosfera, mencairkan ais, mencairkan permafrost dan membakar kitaran air melalui penyejatan.

Lebih-lebih lagi, kita boleh anggaran ketidakseimbangan tenaga Bumi agak baik: Ia berjumlah kira-kira 1 watt per meter persegi, atau kira-kira 500 terawatts di seluruh dunia.

Walaupun faktor ini adalah kecil berbanding aliran semula jadi tenaga melalui sistem, iaitu 240 watts bagi setiap meter persegi, ia adalah besar berbanding dengan semua kesan langsung aktiviti manusia yang lain. Sebagai contoh, penjanaan kuasa elektrik di Amerika Syarikat pada tahun lepas terawat 0.46 purata.

Haba tambahan sentiasa tanda yang sama dan ia tersebar di seluruh dunia. Oleh itu, di mana tenaga ini berkumpul.

Mengesan ketidakseimbangan tenaga Bumi

Panas kebanyakannya berkumpul di lautan - lebih daripada 90 peratus. Ini menambah haba bermakna laut berkembang dan paras laut naik.

Haba juga berkumpul di dalam lebur, menyebabkan lebur Ais laut Artik dan kehilangan glasier di Greenland dan Antartika. Ini menambah air ke lautan, dan sebagainya paras laut meningkat dari ini juga, meningkat pada kadar lebih dari milimeter 3 tahun, atau lebih dari satu kaki setiap abad.

Kandungan haba lautan global untuk meter 2000 atas laut, dengan anggaran ketidakpastian oleh rantau merah jambu. ScienceAdvances, CC BY-NC

Di darat, kesan ketidakseimbangan tenaga rumit oleh air. Jika air hadir, haba terutamanya masuk ke penyejatan dan pengeringan, dan itu memberi kelembapan kepada ribut, yang menghasilkan lebih berat hujan. Tetapi kesannya tidak terkumpul dengan syarat hujan naik dan turun.

Walau bagaimanapun, dalam ejaan kering atau kemarau, haba berkumpul. Pertama, ia mengeringkan sesuatu, dan kemudian ia menaikkan suhu. Sudah tentu, "tidak pernah hujan di California Selatan" menurut Lagu pop 1970s, sekurang-kurangnya pada separuh musim panas.

Jadi air bertindak sebagai penghawa dingin planet. Dengan ketiadaan air, kesan haba yang berlebihan terkumpul di atas tanah dengan mengeringkan segala-galanya dan menanam tumbuhan, dan dengan menaikkan suhu. Sebaliknya, ini membawa kepada gelombang panas dan peningkatan risiko kebakaran. Faktor-faktor ini berlaku di kawasan-kawasan di AS barat dan di wilayah dengan Iklim Mediterranean. Sesungguhnya banyak kebakaran hutan baru-baru ini telah berlaku bukan sahaja di Barat di Amerika Syarikat tetapi juga di Portugal, Sepanyol, Greece dan bahagian lain di Mediterranean.

Keadaan ini juga boleh berkembang di bahagian lain di dunia apabila kubah cuaca tekanan tinggi yang kuat (antikonik) stagnan, seperti yang mungkin terjadi secara kebetulan secara berasingan, atau dengan peningkatan kemungkinan dalam beberapa pola cuaca seperti yang ditubuhkan oleh La Niña atau El Niño peristiwa (di tempat yang berbeza). Diharapkan bahawa kawasan kering bergerak dari tahun ke tahun, tetapi kelimpahan mereka meningkat dari masa ke masa, seperti yang berlaku dengan jelas.

Berapa besar kesan ketidakseimbangan tenaga ke atas tanah? Nah, watt 1 per meter persegi selama sebulan, jika terkumpul, bersamaan dengan watt 720 per meter persegi selama satu jam; Watt 720 bersamaan dengan kuasa penuh dalam ketuhar gelombang mikro kecil. Satu meter persegi adalah kira-kira kaki persegi 10. Oleh itu, selepas sebulan, ini bersamaan dengan satu ketuhar gelombang mikro dengan kuasa penuh setiap kaki persegi selama enam minit. Tidak hairanlah perkara terbakar!

Sains pengiktirafan

Kembali kepada soalan asli mengenai kebakaran hutan dan pemanasan global, ini menjelaskan hujah: Terdapat haba tambahan yang tersedia dari perubahan iklim, dan yang di atas menunjukkan betapa besarnya.

Pada kenyataannya terdapat kelembapan di dalam tanah, dan tumbuh-tumbuhan mempunyai sistem akar yang mengetuk kelembapan tanah dan menangguhkan kesan-kesan sebelum mereka mula layu, sehingga biasanya mengambil masa lebih dari dua bulan untuk kesannya cukup besar untuk sepenuhnya menetapkan panggung untuk kebakaran . Pada dasar hari, kesannya cukup kecil untuk hilang dalam kebolehubahan cuaca biasa. Tetapi selepas mantera kering selama sebulan, risiko ternyata lebih tinggi. Dan tentu saja suhu permukaan rata-rata global juga naik.

"Kami tidak boleh mengaitkan satu peristiwa kepada perubahan iklim" telah menjadi mantra saintis iklim untuk masa yang lama. Ia baru-baru ini berubah, bagaimanapun.

Seperti dalam contoh kebakaran hutan, terdapat kesedaran bahawa saintis iklim mungkin dapat membuat pernyataan berguna dengan menganggap bahawa peristiwa cuaca sendiri tidak terjejas oleh perubahan iklim. Ini adalah andaian yang baik.

Selain itu, saintis iklim tidak boleh mengatakan bahawa peristiwa ekstrim adalah disebabkan oleh pemanasan global, kerana itu adalah persoalan buruk. Walau bagaimanapun, kita boleh mengatakan ia berkemungkinan besar tidak akan mempunyai kesan ekstrem seperti itu tanpa pemanasan global. Sesungguhnya, semua peristiwa cuaca dipengaruhi oleh perubahan iklim kerana persekitaran di mana ia berlaku panas dan moister daripada dulu.

Khususnya, dengan memberi tumpuan kepada Ketidakseimbangan tenaga bumi, penyelidikan baru dijangka memajukan pemahaman tentang apa yang sedang berlaku dan mengapa, dan apa yang dibayangkan untuk masa depan.

Tentang Pengarang

Kevin Trenberth, Ahli sains Kanan yang terkenal, Pusat Kebangsaan Penyelidikan Atmosfera

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku oleh Penulis ini

at InnerSelf Market dan Amazon