In 2018 werd Californië getroffen door een reeks zeer verwoestende bosbranden. Een van die branden was het Carr Fire van afgelopen zomer, dat een gebied van ruim 93.000 hectare in de as legde, 1079 woningen verwoeste en tenminste zeven mensen levens eiste.
Het Carr Fire zorgde op 26 juli ook voor een meteorologisch raadsel in de vorm van een intense vuurtornado: een gloeiende wervelstorm van vuur met windsnelheden van tot wel 230 kilometer per uur en temperaturen tot 1500 graden. De rondwervelende vuurtornado had ongeveer evenveel kracht als een F3-tornado en verblufte meteorologen, die proberen te begrijpen of het om een uitzonderlijke sterke vuurkolk ging – vergelijkbaar met een stofhoos – of om een regelrechte vuurtornado.
Echte vuurtornado’s zijn extreem zeldzaam. Tot nu toe is nog maar één mogelijke vuurtornado op wetenschappelijke wijze vastgelegd, tijdens een bosbrand die in 2003 rond Canberra in Australië woedde. Meerdere andere grote vuurkolken die tijdens bosbranden optraden, kunnen echte vuurtornado’s zijn geweest, maar deze werden niet wetenschappelijk gedocumenteerd en bestudeerd.
Door de gevaren die zich bij bosbranden voordoen, is het wetenschappelijk observeren van dit merkwaardige fenomeen niet alleen gevaarlijk, “maar kan soms ook ongepast zijn, gezien de directere zorg voor de bescherming van mensenlevens,” zegt Neil Lareau, professor atmosfeerwetenschappen aan de University of Nevada in Reno. Vandaar dat sommige aspecten van dit raadsel zo moeilijk zijn op te lossen.
Maar nu hebben Lareau en zijn collega’s met behulp van de nieuwste satelliet- en radartechnologie kunnen verklaren waarom de vuurkolk in Californië tot een monsterlijke vuurtornado uitgroeide, waarmee ze nieuwe inzichten hebben aangedragen voor het begrijpen van deze potentieel dodelijke gebeurtenissen.
Gewelddadige wervelingen
Volgens de American Meteorological Society is een tornado een rondtollende zuil van lucht die zich vanaf de onderzijde van een cumuluswolk naar de grond uitstrekt. (Een cumulus is een opgebolde wolk met een platte onderzijde die vaak met onweer in verband wordt gebracht.) Tornado’s zijn torenhoge wervelwinden die met veel geweld rondtollen en waarvan de windsnelheid wordt gemeten aan de hand van de Enhanced Fujita- of EF-schaal, die loopt van nul naar vijf en aangeeft hoeveel schade die windkracht op de grond kan aanrichten.
Daarentegen treden vuurkolken doorgaans alleen bij bosbranden op en zijn het technisch gezien geen tornado’s. Deze kortstondige weersfenomenen duren slechts een paar minuten, hebben een zwakke windkracht en worden niet hoger dan zo’n 45 meter. Ze ontstaan wanneer de snel opstijgende lucht (die door het vuur wordt veroorzaakt) de aangetrokken luchtstromen verstrengelt en verticaal uitrekt.
Vuurtornado’s zijn veel groter en intenser dan vuurkolken. Dus waar in deze familie van rondtollende vuurfenomenen past de opmerkelijk zware werveling van 26 juli? Dat hangt af van de definitie. Toevallig werd de bewuste werveling op die dag door meerdere vaste radarstations opgepikt.
Uit de gegevens blijkt dat er die dag inderdaad een ‘pyrocumulonimbus’ boven de vuurtornado aanwezig was. Dit soort opbollende wolken die onweersbuien kunnen veroorzaken, worden gecreëerd door de snel opstijgende lucht boven een bosbrand. Tijdens het Carr Fire ontstond een pyrocumulonimbus die binnen een kwartier groeide van zes tot twaalf kilometer in doorsnede.
Tijdens dat proces groeide de kleine vuurkolk uit tot een reusachtig monster met windsnelheden die snel opliepen en een hoogte van meer dan vijf kilometer. Deze gevaarlijke dynamiek deed veeleer denken aan die van een tornado dan die van een gewone vuurkolk.
Maar volgens de gegevens van de studie, die in het novembernummer van het vakblad Geophysical Research Letters zijn gepubliceerd, maakte de vuurwerveling geen contact met de onderzijde van de wolk, dus is het nog steeds niet duidelijk of er sprake was van een echte vuur- of ‘pyrotornado’.
Verandering in de lucht
De vuurkolk zou zonder die wolk nooit zo reusachtig zijn geworden, zegt Nick Nauslar, bosbrandmeteoroloog van het Storm Prediction Center van de NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) en medeauteur van de nieuwe studie. Nog onbeantwoord is de vraag waarom pyrocumulonimbus-wolken vaak boven bosbranden ontstaan maar toch zeer zelden vuurtornado’s veroorzaken.
Het Carr Fire gedroeg zich ook heel anders dan zijn neef bij Canberra. Ten eerste trok de brand een spoor van verwoesting van niet meer dan een kilometer, vergeleken met de twintig kilometer lange strook van verschroeide aarde die bij Canberra ontstond.
Ook leek de vuurkolk van het Carr Fire anders dan zijn Australische verwant veel meer af te hangen van de intensiteit van bosbrand, terwijl de vuurkolk in Canberra zich enkele malen geheel van de brand losmaakte en meermalen van de grond kwam.
“Het onderzoek is een goede analyse van de vorming van pyrocumulonimbus-wolken en de intensivering van wervelingen,” zegt Craig Clements, directeur van het Fire Weather Research Laboratory van de San José State University, die niet bij de nieuwe studie was betrokken. “Maar het draagt niet bij aan meer inzicht in de vraag waarom deze werveling überhaupt ontstond.”
Dat betekent dat we dit soort gebeurtenissen niet kunnen voorspellen. Als er direct aan het vuurfront en met geavanceerde apparatuur meer meteorologische waarnemingen zouden worden verricht, zouden we dit soort luchtwervelingen kunnen zien aankomen. Met slechts een paar minuten waarschuwing zou dat volgens Clements “echt mensenlevens kunnen redden.”
Helaas voor ons zouden we in de nabije toekomst weleens vaker in de gelegenheid kunnen zijn om dit soort vuurkolken te observeren dan ons lief is. Volgens Lareau staat het vast dat het probleem van bosbranden wordt aangewakkerd door onze voorliefde voor fossiele brandstoffen, omdat drogere weersomstandigheden als gevolg van het veranderende klimaat kunnen bijdragen aan de vorming van zowel zware vuurkolken als echte vuurtornado’s.
Volgens hem komt het erop neer dat “langere seizoenen met bosbranden leiden tot meer kansen op extreme fenomenen.”
