Ildstorm

Noen av de største kjente skogbrannene har vært ildstormer. Et eksempel er Peshtigo-brannen 8. oktober 1871, som krevde 1200–2500 menneskeliv^[1], og som antagelig var den dødeligste skogbrann noensinne. På noen få timer raserte den et område på ca. 4850 km² (Skogbrannen i Froland 2008, Norges visstnok største siden 1945, brente til sammenligning ca. 30 km² i dagene 9.–14. juni). I tillegg til langvarig tørke skyldtes Peshtigo-brannens voldsomhet iallfall delvis rovhogst og enorme mengder hogstavfall, i tillegg til at byen Peshtigo (selv gatene) helt og holdent var bygget av tre.

Fra naturens side er eukalyptus-skogene i Australia langt mer utsatt for ildstormer. Disse trærne utskiller nemlig aromatiske oljer og gasser som er ytterst brennbare, og som gjør at ilden sprer seg svært fort og nærmest eksplosivt.

Over et område i brann blir luften kraftig oppvarmet og stiger raskt. Kald luft strømmer til langs bakken for å erstatte den stigende luften. Dette skjer ved enhver brann og er også nødvendig for å få skikkelig fyr i peisen. Denne konveksjonen (oppvinden) skaper vinder som nærer flammene ytterligere. Under riktige forhold kan disse vindene bli sterke og omfattende og resultere i en selvgående prosess, en ildstorm som holdes i live ved den stadige tilførslen av oksygen, og hvor temperaturen kan komme opp i 2000 ℃. Samtidig sprer brannen seg over et stadig større område dels fordi varmestrålingen når stadig lenger (strålevarmen øker tilnærmet med 4. potens av den absolutte temperaturen), dels fordi gnister og brennende materialer blåser stadig lenger av gårde. Ifølge øyenvitner sprang Peshtigo-brannen over Green Bay (en fjordarm i Lake Michigan), en distanse på minst 20 km. Og i Peshtigo tok noen gamle trestammer plutselig fyr lenge før noen kunne se eller høre at ildstormen var i anmarsj (Pernin 1971).

Ildstormer i skog skyldes ofte at gamle (men «vanlige») branner blusser opp pga. vindøkning, og i noen tilfeller forener seg med andre branner i omegnen. Landskapets utforming har mye å si for dannelsen av dem, likeså lufttemperaturen og stabiltetsforholdene i atmosfæren. Vegetasjonstypen har stor betydning. Noen planter utskiller mye flyktige og lettantennelige organiske stoffer (VOC) når temperaturen stiger pga. varmestrålingen fra brannen i nærheten, og av og til kan store områder med slike planter plutselig ta fyr når temperaturen blir høy nok. Men er ildstormen først kommet i gang, vil den fortsette fremrykningen så lenge det er brennbart materiale. På den annen side kan den av og til dø ut fordi vinden den selv har skapt blåser flammene ut over et allerede utbrent område.

I grove trekk har ildstormens mekanisme vært kjent siden meteorologiens barndom på 1800-tallet. I 1873 ble den beskrevet av Increase Allen Lapham.^[2] Han bygget på erfaringene fra Chicagos brann, Peshtigo-brannen og flere katastrofebranner i Michigan 8.-9. oktober 1871.

Det har lenge vært kjent – og senere dokumentert bl.a. med film- og videoopptak – at kraftige branner kan skape virvelvinder av ild. Et kjent eksempel fra Norge er brannen på Vaterland i Oslo (Christiania) 4. mai 1819, da et veldig trelastlager gikk opp i flammer. Ildvirvlene kan spre brannen. De dannes nedenfra pga. den intense varmen. De er derfor mer i slekt med støvvirvler enn med tornadoer, som dannes ovenfra.

En ildstorm er et lavtrykk

Ekstremt store ildstormer kan til og med lage sine egne værsystemer, en spesiell form for lavtrykk, en form for mesosyklon, hvor vinden roterer rundt sentret – mot urviserne på den nordlige og med urviserne på den sørlige halvkule. Slike lavtrykk kan få stor vertikal utstrekning og kan nå helt opp i stratosfæren. Hvis luften ikke er for tørr, kan de vise seg med spesielle bygeskyer, Pyro-cumulonimbus (Pyro-Cb). Ildstormen kan forårsake torden og stormvær ettersom luft trekkes inn mot brannens sentrum og bidrar til en langvarig, raskt stigende oppadgående bevegelse i atmosfæren. Dette været kan bidra til å spre brannen ytterligere. Øyenvitneskildringer fra Peshtigo-brannen tyder på at vinden kom opp i minst 130 km/t (grensen for orkan er 118 km/t); jernbanevogner veltet, tak blåste av husene, og folk ble kastet overende. Samtidig suget brannen til seg luft helt fra Canada og det vestlige USA, dvs. minst 300 km borte, og mot den alminnelige vindretning (som var sørvestlig). Hvis «Peshtigo-lavtrykket» hadde tilsvarende utstrekning mot sør og sørøst, må det ha vært på størrelse med et polart lavtrykk. På den måten kan det ha forsterket sørvesten sør og øst for lavtrykksentret, eller fått vinden til å dreie sørlig. Vi vet iallfall at kort etter at Peshtigo var lagt i aske, så økte vinden sørøst for Peshtigo fra kuling til orkan. Denne førte til at branner i og rundt byer som Manistee og Holland ble umulige å temme, og også disse byene ble så godt som utslettet.

På den annen side kan ildstormen bli kvalt av sin egen vind. Ved Peshtigo-brannen later det til å ha skjedd på nordsiden av lavtrykkssentret, hvor vinden dreide østlig og feide flammene inn over et område som allerede var utbrent.

Inversjoner og ildstormer

En inversjon, dvs. at et lag med kaldere luft ligger under et lag med varmere, kan bidra til at en brann utvikler seg til en ildstorm, eller forsterke ildstormen (en inversjon er en forutsetning for dannelse av polare lavtrykk). Dette skjedde ved Hinckley-brannen 1894 i Minnesota, muligens også f.eks. ved Peshtigo-brannen. Den varme luften over den kaldere virker som et lokk og gjør at branngasser samler seg under lokket, inntil oppvarmingen (kanskje fordi branngassene tar fyr) gjør at luften nedenfra bryter gjennom inversjonslaget. Dette skaper en kraftig omrøring i luften, og en eksplosiv utvikling.

Det antas at ildstormer har spilt en viktig rolle under store bybranner, slik som Brannen i Roma år 64, London 1666, Chicago 1871 og brannen etter jordskjelvet i San Francisco i 1906.

Ildstormer oppstod også under brannbombingen av Hamburg, Dresden, Tokyo, Kassel, Darmstadt og Stuttgart under andre verdenskrig. Under disse angrepene ble store mengder sprengbomber (høyeksplosiver) brukt for å ødelegge takene og avdekke det brennbare tømmeret i bygningskonstruksjonene, fulgt av brannbomber som antente de brennbare materialene – og deretter nye runder med sprengbomber for å hindre brannslukking. Det hevdes at under bombingen av Dresden nådde temperaturen slike høyder at mennesker smeltet og tok fyr.

Angrep med atomvåpen kan med stor sannsynlighet starte ildstormer i byområder. En stor del av ødeleggelsene i Hiroshima og Nagasaki ble forårsaket av ildstormer.

Tunnelbranner kan utvikle seg til ildstormer, som antenner andre kjøretøyer i tunnelen.

Engelsk firestorm eller fire-storm er kjent tilbake til 1580-tallet, opprinnelig brukt poetisk^[3]. I samtiden ble Peshtigo-brannen i USA kalt A tempest of fire.

• Pernin, Peter. The great Peshtigo fire : an eyewitness account. Madison, Wis.: State Historical Society of Wisconsin, 1971. Reprinted from the Wisconsin Magazine of History, 54: 246-272 (Summer, 1971).
• Rosenfeld m.fl. 2007: The Chisholm firestorm: Observed microstructure of a pyro-Cb. Atmos. Chem. Phys., 7, 645–659, 2007www.atmos-chem-phys.net/7/645/2007/
• Wang, P.K. 2003. The physical mechanism of injecting biomass burning materials into the stratosphere during fire-induced thunderstorms. American Geophysical Union fall meeting. Dec. 8-12. San Francisco.