As destruidoras tempestades criadas por grandes queimadas


Numa tarde de junho de 2017, os moradores de Pedrógão Grande, uma pequena cidade no centro de Portugal, viram uma coluna de fumaça com cerca de 1m de largura se aproximando a vários quilômetros ao norte.



Foto: GETTY IMAGES

Fogo prestes a formar uma piroCb na Califórnia, em julho de 2020, quando aconteceu um dos incêndios florestais mais devastadores da história dos Estados Unidos


Os bombeiros chegaram ao local em poucos minutos, mas àquela altura a velocidade do vento ao redor do fogo havia aumentado, e a nuvem de fumaça havia se expandido para quase um quilômetro de largura.


À medida que a tarde caía, o incêndio ganhava velocidade e calor rapidamente, e a nuvem de fumaça ficava cada vez mais alta e grande, até que uma nuvem escura e trovejante começou a se formar, bem no alto da atmosfera.


Longe de ser um sinal bem-vindo de chuva, era um tipo de nuvem de tempestade bastante incomum.


Em Washington DC, Mike Fromm, meteorologista do Laboratório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos que colabora com a Nasa, agência espacial americana, foi informado por um cientista australiano sobre as notícias que chegavam de Portugal.


Com base em imagens e dados de satélite globais, Fromm suspeitou que a grande nuvem — agora pairando sobre o centro do país — era uma pirocumulonimbus, também conhecida pela forma abreviada "piroCb".


Foi a primeira vista na Europa Ocidental desde que os registros começaram, embora tenha levado meses para confirmar isso com a ajuda de meteorologistas portugueses.

Uma piroCb é uma tempestade gerada pelo fogo que cria seus próprios loops de feedback positivo, incluindo ventos, raios e, às vezes, correntes descendentes mortais que alastram o fogo.


"É um sintoma de algo extremamente perigoso acontecendo no solo", diz Fromm.

"Porque para obter uma nuvem como esta, você precisa de um comportamento intenso e insano do fogo. Uma piroCb está no limite de quão alta, fria e opaca uma nuvem pode ser, e significa que o fogo que a está causando está no limite extremo de intensidade também. E isso quer dizer que o fogo em si é mais intenso, mais imprevisível e mais perigoso do que os incêndios em um estado mais preguiçoso."


De volta ao Atlântico, em Pedrógão Grande, à medida que se aproximava o início da noite, uma fumaça espessa bloqueava o sol e dificultava a visão e a respiração dos moradores.


O fogo sugava o ar em sua direção, gerando ventos de até 117km/h e balançando carros em um município próximo. Enquanto isso, as chamas devastavam 4.460 hectares de floresta por hora.


Mas o momento mais dramático e perigoso ainda estava por vir.



Foto: DAVID PETERSON/NASA EARTH OBSERVATORY

As piroCbs transportam fumaça para o alto na atmosfera, como mostra esta imagem rara tirada de uma aeronave que voou através de uma piroCb


Por volta das 20h, a nuvem escura de fumaça — agora com 13 km de altura — "desabou", enviando ar frio para a base do fogo e soprando oxigênio.

De acordo com a investigação posteriormente encomendada pelo governo português, os moradores descreveram o momento em que o ar tocou o solo como "uma 'bomba' repentina de fogo espalhando labaredas e faíscas em todas as direções".


A rápida ascensão do fogo resultou na maioria das 64 mortes que ocorreram no incidente de Pedrógão Grande, com a maioria das vítimas surpreendidas pelas chamas enquanto tentavam escapar nas estradas.


Portugal sofreria com mais três piroCbs naquele mês de junho, e outra em outubro, com o total de mortes em decorrência de incêndios florestais chegando a mais de 120 no ano.


Marc Castellnou, um investigador espanhol de incêndios florestais, foi chamado a Portugal após o primeiro incidente para ajudar o governo a apurar o que tinha acontecido.


Bombeiro e engenheiro de combate a incêndio por formação, Castellnou investiga grandes incêndios florestais na Europa, nas Américas, na África e na Austrália desde meados da década de 1990, tentando entender melhor seu comportamento.

Ele sabia que incêndios florestais eram um acontecimento comum e normal em Portugal — mas não daquele jeito. No entanto, havia algo preocupantemente familiar.

Cinco meses antes, Castellnou estava à frente de uma equipe da União Europeia para investigar incêndios florestais de grandes proporções no município de Maule, no Chile, a cerca de 270 quilômetros ao sul da capital Santiago.


Assim como em Portugal, os incêndios em Maule tiveram uma forte aceleração repentina, diz ele.

"Em 25 de janeiro, o fogo já estava queimando havia 10 dias, mas naquela noite ficou de repente quatro vezes maior, se espalhando por 110 mil hectares em uma noite."

Posteriormente, Castellnou percorreu o caminho do fogo e sobrevoou a região de helicóptero em busca de pistas.


Ele encontrou um padrão distinto — "ruas" de árvores que haviam caído todas em uma direção, além de árvores que não apresentavam nenhum sinal de chamas chegando às suas copas, como normalmente aconteceria em um incêndio intenso.

Isso significa que o fogo havia permanecido em grande parte no solo, mas também criado seu próprio sistema de circulação de ar — um vento forte o suficiente para derrubar árvores.


"Percebemos que este não era um comportamento clássico de incêndio florestal, e que a energia tinha que vir de outro lugar", diz Castellnou.

Isso significava que o fogo estava recebendo ar frio, e a única maneira de conseguir isso era verticalmente.


De alguma forma, o fogo estava sugando o ar da parte mais alta da atmosfera e isso deve ter mantido as chamas no solo.

Essas chamas poderiam então queimar de forma mais plena, gerando mais energia que ajudaria a elevar a coluna de fumaça para tocar o ar frio.


"Cada vez que a nuvem dobrava de altura, o vento se multiplicava por seis na superfície. Isso significava que o vento poderia [rapidamente] ir de 5-10km/h a 150km/h", diz ele.

Além desses ventos ferozes, Maule também testemunhou a nuvem piroCb "desabar", como os portugueses descreveram.


Mas no incêndio em Maule, o clima incomum não se limitou ao Chile.

A fumaça dos incêndios viajou 1.000 km ao norte até a costa do arquipélago Juan Fernández, onde fez a umidade despencar de 90% para 20% e as temperaturas caírem de 3° C para 4 °C, conta Castellnou.


"Incêndios [como este] não estão se comportando de acordo com o clima que podemos prever em nossos modelos — não dependem mais da topografia, meteorologia ou combustíveis."


"Em vez disso, o fogo se comporta de acordo com o clima que está criando, o que significa que também não podemos mais prever o clima quando esse tipo de incêndio está ocorrendo. É o que chamamos de comportamento dinâmico de incêndio florestal", explica.


Nos três anos seguintes a esses incêndios no Chile e em Portugal, Castellnou foi chamado para investigar piroCbs e outros comportamentos extremos de incêndios florestais na África do Sul, Bolívia, Austrália — e três vezes na Califórnia.

Atualmente, ele tem 83 investigações abertas sobre esse tipo de comportamento de incêndio florestal envolvendo fenômenos meteorológicos. Na década de 1990, ele tinha duas ou três.


Compreender melhor as piroCbs é agora sua principal preocupação.

"A análise é crucial. Se podemos prever, então podemos proteger... mas, do contrário, podemos perder tudo."


Castellnou alerta que, à medida que o clima aquece e as práticas de manejo da terra mudam, o norte da Europa poderá em breve testemunhar estes tipos de eventos meteorológicos extremos.


Ele agora deposita suas esperanças em Mark Finney, do Missoula Fire Sciences Laboratory, em Montana (EUA), o único laboratório dos Estados Unidos dedicado a trabalhos experimentais sobre incêndios florestais.


Trabalhando com uma equipe internacional de meteorologistas e especialistas em comportamento do fogo, incluindo Castellnou, Finney tem construído um modelo para prever com mais precisão como os incêndios florestais extremos se comportam meteorologicamente.


Mas é um grande desafio, ele explica, uma vez que os incêndios reagem às menores mudanças a nível de partículas.


"Voltamos ao básico no laboratório para entender as coisas e essencialmente decompor o fogo em partes, na esperança de poder entendê-las melhor de forma independente e, em seguida, colocá-las novamente juntas em um modelo muito simples", afirma Finney.

No nível mais básico, no entanto, todo fogo muda o fluxo de ar e o clima ao seu redor, até mesmo uma vela, diz ele. A chama aquece o ar, fazendo com que se expanda e suba, e o ar mais frio seja sugado para substituí-lo.


"À medida que os incêndios ficam cada vez maiores, envolvem um volume cada vez mais alto e uma área cada vez maior da atmosfera. E quando esses incêndios ficam grandes o bastante, há vários feedbacks atmosféricos diferentes", afirma Finney.

Um deles é criar nuvens. A umidade da combustão dos combustíveis sobe até atingir o ar frio, resfriando e condensando para criar nuvens cumulus brancas volumosas (e inofensivas) .


Mas se o fogo for muito intenso, o calor e a energia empurram a umidade cada vez mais alto, até que a água se transforme em gelo na estratosfera, entre 10-50 km de altura, se espalhando pela região onde fica a camada de ozônio.


Cada vez que a umidade muda de fase — de gás para água e depois gelo — ela libera mais energia, empurrando a nuvem ainda mais alto e criando um feedback positivo.


"Em algum ponto, ela sobe alto o bastante que fica sem energia para continuar subindo", diz Finney.


"Você acaba com muitas partículas de fumaça, que se transformam em um núcleo de condensação. E, sejam gotículas líquidas ou gelo sólido, elas começam a se agregar em torno desses núcleos, se tornando gotículas maiores, sejam congeladas ou líquidas."

Uma vez que se tornam grandes demais para ficarem suspensas no ar, elas começam a cair. A água passa pelas mudanças de fase na direção contrária, de gelo para água e depois gás, cada vez consumindo mais energia.


"E assim começa a fluir cada vez mais rápido — e é isso que leva a essas correntes descendentes que desabam no fogo e começam a respingá-lo para todos os lugares", explica Finney.


"É o reverso do processo, é tudo por causa da água. Se você não tivesse água na pluma de fumaça, nada disso aconteceria".

Esta pode ser uma das razões pelas quais as piroCbs mais recentes ocorreram em países com litoral, acredita Castellnou.


Portugal está na costa do Atlântico; a Califórnia e o Chile, do Pacífico; e a África do Sul, dos oceanos Índico e Atlântico. A Austrália é, obviamente, totalmente cercada pelo mar, e muitos de seus piores incêndios em 2020 (embora não todos) ocorreram perto da costa.


As fortes correntes descendentes também criam "focos", diz Finney, em que o material em chamas é lançado, às vezes viajando muitos quilômetros até cair e iniciar novos incêndios.



Foto: DAVID PETERSON/NASA EARTH OBSERVATORY

As piroCbs podem enviar fuligem e água para a estratosfera, onde permanecem por mais tempo do que em altitudes mais baixas


Segundo ele, as piroCbs também podem iniciar novos incêndios por meio de raios.

"Com um relâmpago, uma descarga vem da nuvem e encontra outra vinda do solo. Por algum motivo, tempestades geradas pelo fogo tendem a ter mais descargas de retorno positivas do que negativas — e as descargas positivas são aquelas que tendem a começar incêndios", explica Finney.


Outro fator que colabora — ou pelo menos não um feedback negativo que poderia ajudar a conter um incêndio — é o fato de que, diferentemente da maioria das tempestades, as piroCbs não tendem a produzir chuva, uma vez que as partículas no ar resultam em pequenas gotículas de água que evaporam antes de chegar ao solo.

O objetivo de Finney agora é construir um modelo que ajude a prever alguns desses comportamentos mais rápido do que em tempo real, para que os administradores de terras e os chefes dos bombeiros possam agir rapidamente quando um grande incêndio começar.


Os incêndios florestais extremos também têm o potencial de afetar o clima, pelo menos regionalmente, diz o climatologista canadense Mike Flannigan, da Universidade de Alberta.


Flannigan tem alertado que a mudança climática está causando incêndios florestais mais intensos há 20 anos — à medida que seca os combustíveis, prolonga a temporada de incêndios e possivelmente cria mais raios.

Mas pouco se sabe sobre as contribuições dos incêndios florestais para as mudanças climáticas, afirma Flannigan.


"Há muitos pesos e contrapesos em nosso sistema climático, e algumas das coisas que o fogo faz causam aquecimento e outras causam resfriamento."

Alguns dizem que os processos de resfriamento superam o aquecimento, enquanto outros afirmam que o inverso é verdadeiro.


"Mas tem muitos elementos móveis, e é por isso que ainda não foi completamente resolvido", avalia.


A queima de combustíveis obviamente libera muitos gases de efeito estufa, diz Flannigan, que contribuem para o aquecimento, principalmente se houver turfa rica em carbono. Mas outros mecanismos são menos claros.


A fuligem, ou carbono negro, criada pelo fogo é um dos fatores desconhecidos.

"O carbono negro é muito eficaz no aquecimento da atmosfera, seja diretamente [absorvendo] a luz do sol ou caindo na neve e no gelo, [uma vez que] as superfícies escuras absorvem a radiação solar e as brancas refletem", explica Flannigan.


"Mas, por outro lado, a fumaça bloqueia a radiação solar e pode cobrir grande parte do globo, causando resfriamento regional."


Isso acontece quando as piroCbs injetam material na estratosfera, que é normalmente uma parte muito estável da atmosfera, permitindo que as partículas permaneçam lá por mais tempo.


Quanto mais fumaça na estratosfera, mais intenso será o resfriamento.


Por exemplo, um estudo mostrou que a fumaça dos incêndios australianos no início de 2020 bloqueou mais radiação solar do que qualquer incêndio florestal documentado anteriormente, na mesma medida que uma erupção vulcânica moderada, diz Flannigan.

O resfriamento pode durar "de um mês a um ano, e de um continente a um hemisfério. Tudo isso são possibilidades", acrescenta.


Com as mudanças climáticas causando incêndios florestais mais extremos, poderia haver um futuro de resfriamento planetário?


"Se você tivesse me perguntado isso alguns anos atrás, eu teria dito que provavelmente não. Agora, eu diria que sim, mudei de ideia."

De volta a Washington DC, Fromm também observou a fumaça estratosférica sobre a Austrália em 2020 por meio de satélites e ajudou a detectar outra novidade na meteorologia do fogo.


Uma "bolha" de fumaça se estendendo por 1.000 km gradualmente deu a volta na Terra na forma de ovo. Ela foi criada por uma pluma de fumaça tão quente que gerava sua própria circulação atmosférica, explica Fromm.

Ele suspeita que ela tenha sido criada por de uma a três piroCbs, embora diga que os cientistas ainda não têm certeza.


"A bolha começou a circular em um movimento anticiclônico e, enquanto girava, também se movia pela atmosfera e subia de altitude, podendo ser rastreada em todo o mundo", revela.


"Não temos uma teoria ainda [sobre o impacto], mas estamos especulando que isso poderia realmente alterar a química da estratosfera."

As piroCbs sempre ocorreram, diz Fromm, e ainda não se sabe se o número delas está aumentando.


"[Mas desde Portugal em 2017] observamos, não tendências, mas eventos que nunca vimos antes ou em locais onde nunca havíamos visto uma piroCb antes. Com os incêndios australianos de 2019-2020, observamos um aglomerado de piroCbs que era mais dramático em termos de tamanho, número e intensidade do que tínhamos conhecimento de ter acontecido anteriormente, pelo menos na era dos satélites."


É um dos muitos aspectos a serem explorados na meteorologia do fogo, diz Fromm. Mas a área-chave de pesquisa agora deve ser vincular esses fenômenos e comportamentos meteorológicos com o que está acontecendo no solo, antes que se tornem mais extremos.


Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.

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