Dat bij natuurbranden vaak sprake is van enorme rookontwikkeling, is niets nieuws. In extreme gevallen komt zoveel rook en hitte vrij, dat de atmosfeer plaatselijk en tijdelijk onstabiel wordt. In dat geval ontstaat een stapelwolk bovenop de rookwolk, ook wel 'pyrocumulus' genoemd: een samenvoegsel van 'pyro' (vuur) en 'cumulus' (stapelwolk).

In zeer extreme gevallen kan zelfs een onweersbui ontstaan dankzij een grote natuurbrand. In dat geval spreken we van een 'pyrocumulonimbus', oftewel een buienwolk veroorzaakt door brand. Maar hoe kan dat? We leggen het uit.

In de officiële wolkenatlas van de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO) gebruikt men niet de het woord pyro.  Convectieve wolken die door hitte ontstaan als gevolg van natuurbranden of vulkaanuitbarstingen krijgen de toevoeging flammagenitus (vlam), bijvoorbeeld Cumulonimbus calvus flammagenitus.

Een bui ontstaat alleen wanneer sprake is van een onstabiele atmosfeer. De atmosfeer is onstabiel wanneer lucht uit zichzelf tot grote hoogte kan stijgen. Dit gebeurt meestal wanneer de lucht nabij het aardoppervlak sterk door de zon wordt opgewarmd en zó warm wordt dat het ongeremd kan opstijgen. Wanneer lucht opstijgt, koelt het af. Hierdoor condenseert na een bepaald punt waterdamp in de lucht tot waterdruppeltjes, welke wij weer als wolk zien.

In veel gevallen is de atmosfeer niet vanaf de grond tot heel grote hoogte aan één stuk door onstabiel. Meestal is een stabiele laag aanwezig die ervoor zorgt dat lucht niet uit zichzelf vrijuit naar grote hoogte kan doorstijgen. In dat soort gevallen ontstaan vaak kleine stapelwolken, soms blijft het zelfs wolkenloos.

Om gebruik te kunnen maken van de onstabiliteit moet opstijgende lucht soms geholpen worden door die stabiele laag heen te komen. Meestal geeft een bergrug, koufront of andere verstoring een stevige zet. Soms doet een ander fenomeen dit ook: een vulkaanuitbarsting of grote brand.

In veel gevallen van grote brand stijgen enorme rookwolken op. Door de hitte van het vuur kan de rook soms tot voorbij de onderste luchtlagen doordringen, samen met de lucht in de directe omgeving. Naarmate de lucht en rook stijgen, condenseert waterdamp in de lucht en waterdamp wat is vrijgekomen uit de brand op asdeeltjes. 

Door het vrijkomen van condensatiewarmte tijdens het condenseren van alle waterdamp, koelt de rookwolk en omringende opstijgende lucht minder snel af. Hierdoor blijft het nog langer warm dan de bredere omgeving, waardoor een flinke bloemkoolwolk kan ontstaan. Het lijkt veel op een flinke stapelwolk, maar dan meestal met een asgrijze kleur. Soms is bij heel grote exemplaren de top wit, terwijl de onderkant donkergrijs is.

In sommige gevallen komt in de groeiende (rook)wolk boven een grote brand zoveel condensatie voor, dat gigantische wolken ontstaan. De toppen van de (rook)wolken kunnen doorgroeien tot meer dan 10 kilometer. Door de aanwezigheid van sterke turbulentie en allemaal verschillende as-, water- en ijsdeeltjes die langs elkaar bewegen, ontstaat een ladingsverschil. Wanneer dat ladingsverschil groot genoeg is, ontstaat bliksem. Op satellietbeelden ziet het er ook uit als een typische onweerswolk, maar dan wel met een brand als 'voedingsbron' en opstartmechanisme. 

Soms kan neerslag uit een onweersbui, ontstaan door brand, de brand blussen. In de meeste gevallen is de lucht in de omgeving van een flinke natuurbrand zeer droog, waardoor alle neerslag uit de wolk onderweg naar de grond verdampt. Dan ontstaan wel windstoten die het vuur juist makkelijker laten verspreiden, ook kunnen winddraaiingen de richting en grootte van het vuur in korte tijd flink doen veranderen. Ook kan bliksem voor andere natuurbranden in de omgeving zorgen, net als smeulende deeltjes die vanuit de wolk op andere plaatsen naar beneden dwarrelen. 

Hoofdfoto: Unsplash/Marcus Kauffman