什么是推动今天的极端火灾

一个在俄勒冈州，一场巨大的大火吞噬了约40万英亩的土地，面积相当于罗德岛的一半，烧毁了数百栋建筑和车辆，其中包括160多座房屋。欧洲大陆西半部的野火烟雾遮蔽了东部城市的天空，包括我所在的多伦多。波士顿、纽约和华盛顿特区的人们正在与烟雾弥漫的天空作斗争。

最近接二连三的关于野火的新闻报道暗示，在气候变化的推动下，野火越来越频繁，燃烧也越来越强烈国家大气研究中心在科罗拉多州的博尔德。她致力于研究野火和这些火灾，天气系统和大气之间的复杂关系。她使用红外图像和计算机模型试图预测这种火灾在哪里会点燃以及它们如何随着时间的推移而发展，以及野火和气候之间的连接。

在Zoom的一次采访中，科恩告诉我气候变化在野火中起着重要作用。然而，她说，“这并不像‘世界变得越来越热’或‘世界变得越来越干燥’那么明显。”野火的地球物理学是复杂的，但科恩乐于接受解释野火的挑战。她说她的研究中心“试图教我给媒体30秒的声音片段。”但是，她笑着补充道，她的回答“更像是感恩节晚餐！”

还有营养丰富的。当我们讨论“火旋风”，火如何形成自己的天气系统，规定的烧伤，以及我们变暖的世界时，科恩以权威和清晰的方式将科学生动地呈现出来。

野火是否变得越来越极端或频繁？或者两者兼而有之？

有很多年度的变化。一些年满平均水平在烧毁的区域，而其他几年则较低。我们一般不报告那样，对吗？这不是标题故事。但趋势可以一次持续数十年。重要的是要记住，即使您要查看平均全球温度，它可能会上升50年，这并不意味着人类正在影响气候。或者可以保持同样的50年，这并不意味着我们不是。有很多自然变异性，人类正在增加它。

至少，它往往似乎世界正在燃烧。

几乎所有尚未退休的我们所有人都只在这一时期生活在整体温度变暖的那一天中。这对野火产生了整体影响，尽管对单个火灾的影响可能是不同的。例如，我们已经看到了北方的喷射溪流，所以有动态效果。加利福尼亚州一直看到更多暗黑破坏潮风，圣安娜风。那是当你在内华达州的大盆地有很大的压力时，沿着海上推动空气，在山罗拉斯和沿海范围内创造这些强风。但随着喷射物流转移北方，预测是我们将来不会像他们那么多的那样。此外，当我们谈论野火时，这是非常的幂律分布。只有百分之几的点火就超过了100公顷，那些火灾占烧焦的面积的85％以上。所以我们真的在谈论几个极端的事件。

风传播火完全是由火产生的。我们测量的速度是每小时100英里。

我们知道是什么引发了这些极端事件吗?

它们往往落在这一频谱的一端，要么是由于风力驱动事件，即强风推动火灾下坡，要么是频谱的另一端，即炎热和干燥，但风很弱，可能会吹向岸上。如果你在一个偶然的得到一个点火的地方,像一个峡谷的底部,它可以燃烧并释放能量,创造的羽流上升,活跃的空气上面,吸引空气进入空间,煽风点火,把火,创建一个更强的羽毛。这种内部的动态反馈循环可以使火焰快速上坡。这就是两个极端。

当我们看看这些极端的事件时，他们经常 - 我讨厌潜在的火灾易感性的术语 - “完美的风暴”。这可能是一个持续的干燥期，具有可能传播火灾的局部适当的天气模式。去年，整个西南部具有高蒸气压赤字，然后是偶然点火。在加利福尼亚州东北角，火灾往往受到雷雨的流出。

但当我们查看天气历史时，我们可以确定这些模式是什么。在我居住的科罗拉多州，它们也有类似的特征。历史上的大事件是当我们有一个非季节性的下坡风事件时，所以我们有风从西北方向穿过落基山脉，你会得到一些有趣的重力波动力学驱动风以每小时90到100英里的速度沿东坡而下。由于天气原因，我们通常在11月和12月吃，但当我们在7月吃的时候，正好与火灾季节重叠，那时候田地很容易受到影响。一旦被闪电或人类点燃，我们就会发生灾难性的火灾。

我最近读到过这种现象"pyrocumulonimbus，或“pyroCb”，那是什么？

当火灾通过植被燃烧时，它释放出气体的热量和水蒸气水进入其上方的空气中，并且使其比外面的空气更加浮动，因此它升起并产生这种“火焰流动。“如果这是足够的潮湿和火力足够强大，它将将其升到它扩展和冷却的程度，导致空气中的水蒸气在火上凝固到云中。这是一种发酵腔。

如果它是一个充分强烈的火力，它可以将其更深入地变为大气层，形成冰颗粒。它甚至可以升级到平流层，就像近年来的一些不列颠哥伦比亚火灾一样，产生深堆的巨大，飞机飞机飞过的地方，创造这些烟雾羽毛，上方的空气迅速向东移动。它有可能创造产生烟雾，这些羽毛产生在东海岸某处下降的烟雾。

这些是有问题的长期因为当你创造这个云并产生粒子时，它可以变成降水，落下并蒸发，产生阵风，可以改变风向。火可以突然转向消防员。那些已经与许多死亡有关，包括雅纳尔森林火灾在2013年的亚利桑那州。

火灾形成自己的天气系统意味着什么？

虽然我们在讨论极端天气的时候会提到这一点，但火灾即使是一场简单的小规模草地火灾也会影响大气。例如，如果你用均匀的燃料，沿直线点火，在均匀的风推动下，它不会沿直线前进，而是弯曲成椭圆形。这是因为对流的性质;如果它倒塌成一根柱子，比上升成一条直线更舒服。这是火灾行为的一个基本方面。

但当我们谈论更极端的事件时，也会提到这个术语，风推动烟羽的速度超过了火的速度。在这些由烟羽驱动的大型事件中，我们测量到火内风速超过每小时100英里。蔓延火的风完全是由火产生的。我们称之为“火诱导风”它们可能比火灾环境中的风强十倍，甚至更多。它们可以把树从地上扯下来，也可以把大树折断。

跟我们说说“火龙卷风”或“火旋风”。

它们也被称为“火旋转“我已经做了一些模型，比如撞车几年前，加利福尼亚州的雷丁外面。这是一个巨大的火焰旋转，每小时100英里超过100英里。当来自沿海范围内的西部的风陷入雷丁的风中，它位于萨克拉门托山谷的顶部，并与朝向山谷的风相交，创造了一个剪切区域，风从不同的方向即将到来。当火灾横跨它时，剪切区向垂直倾斜，塑造成垂直，以造成长持久的，非常强烈的火焰旋转，这将通过城镇传播几分钟，造成巨大的破坏。因此，这将是由火产生的风完全创建的另一个现象。

由于太阳辐射的减少，烟雾持续不断，农作物受到影响。

你能预测那些奇异现象，比如火旋风，可能会在何时何地发生吗?

我们可以预测很多这样的火现象，比如火旋风。有时你会看到一对这样的旋转柱子在火焰的前缘向前倾斜，当它们聚集在一起时，它们可以加速它们之间的火焰，或者减缓它的速度。当直升机飞过山脊时，有时会遭遇突然的下沉气流，下降100英尺左右，这是非常危险的，因为它们本来就不是很高。这些突然的下降是由火风造成的，我们可以在模型中捕捉到这些。这很复杂，需要特殊的专业知识，但所有这些惊人的事情都是可能做到的——预测风向的变化和事件将如何展开。我认为在未来10年内，我们应该能够预测火旋风可能在哪里形成。

让我们回到这些极端野火事件和全球气候变化之间的联系。你还能说什么呢?

每当发生一场大火时，人们要么会说，“哦，是燃料积累造成的”，要么会说，“哦，是气候变化造成的。”但正是这些因素的组合，其中一些变化的周期要比其他的慢得多。当我们拆开来看那些变化较慢的因素时，我们会发现某些方面受到气候的影响，比如树冠水分:树冠受到变化缓慢的东西的影响，比如干旱和昆虫;季节性的变化。有些火灾是它们可以影响的，有些则影响很小。将火灾行为归因于气候的差异很大。

我们必须看看天气模式如何随着时间的推移而变化。当我的同事[Andreas prein]看着倒下流量的历史记录，他发现了过去50年的增加。这意味着如果您在温哥华或华盛顿或俄勒冈州，您可能会看到更多这些划分风险事件。如果与干燥的时期重叠 - 我们也必须思考天气，特别是干燥 - 如果这些夏天延伸到秋季并重叠这些风赛事，那么我们可能会看到更极端的火灾，就像我们去年在俄勒冈州看到了更极端的火灾和华盛顿。这真的很复杂，这些不同的鳞片如何聚集在一起，在不同的地区产生极端的火灾。它与“世界变得更热”或“世界变得更干燥”并不明显。

在火旋转附近，直升机经历了一个突然的下降，他们掉了100英尺左右。

我还读到过，当火中的烟开始挡住阳光时，就会降温。这是重要的吗?

是的。来自火灾的烟雾可以落后很长的距离。我记得在此期间海曼火灾[科罗拉多州]2002年，我们有一个非常深的烟羽进入大气层，其中一个是由风事件产生的，因此有强风将烟羽吹到科罗拉多州东部。烟羽下的温度下降了10华氏度，所以它下面的温度要低得多；这无疑影响了天气。所以我t可以成为主要的区域天气因素。

在不列颠哥伦比亚省2018年野火在美国，由于太阳辐射的减少，持续不断的烟雾使得农作物产量减少。因此，持续的深火有可能造成区域气候扰动，不仅影响天气，还会影响你吃的食物。

规定火灾——以可控的方式故意纵火——作为一种减轻野火潜在损害的策略有多重要?

规定的火灾用于减少生态系统中的燃料，火灾是一种自然的干扰，这是一件好事。我们需要学会望着窗外看烟羽毛，说：“这是一个很好的火;这对景观做了好事。“我们不喜欢的某些火灾是因为他们影响了我们的城市，以及我们的社区和荒地。但是这些火灾中的许多人都提供了良好的目的。但是有与他们相关的风险。在科罗拉多州，我们有一个规定的火灾，可逃脱控制。这不是不寻常的，但它杀死了人们，并夺回了这种工具的使用，使土地管理人员求助于其他可能更笨拙，更效益的工具，如机械变薄。

人们希望更多地使用它，但我认为它被夸大了。2018年加利福尼亚州天堂的营火是造成至少85人死亡的最具破坏性的火灾。在这种情况下，火灾重新蔓延到以前的火疤上，因为当地的气候模式使其成为一个真正的多风点。营火在早期，大部分都是草地。这是以前的一个火疤。所以我们不能把每一场灾难性的火灾都归因于没有进行大量的间伐。

作为一名科学家，你想要尽可能多地了解这些复杂的系统;但显然，政策制定者和政治家也有工作要做。为了减轻这些火灾造成的危害，科学家和决策者之间应该发生什么样的相互作用?

在我们的联邦政府中，有许多机构都与之有利害关系，但没有人真正控制火灾。在私营部门有很多活动，引进新工具，尝试新事物。但现在我们被新工具淹没了，每一种都承诺要创新并解决火灾问题。有很多钱在飞，这是一个非常有趣，混乱的时期。在我看来，这显然是一个天气问题和物理问题，但很多政策都是用过时的模型制定的。有了我们现有的工具，我们应该能够更好地预测，例如，规定的火灾。很多人会说，问题不在于缺乏技术，而在于政策和监管等其他因素。政治文化比技术更具挑战性。

Dan Falk (@danfalk)是多伦多的一名科学记者。他的著作包括莎士比亚的科学和寻找时间。

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