A.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。
最近有关野火的新闻报道暗示，由于气候变化的推动，野火变得越来越频繁，燃烧得越来越猛烈。贾尼丝·科恩是国家大气研究中心在科罗拉多州的博尔德。她一直致力于研究野火以及野火、天气系统和大气之间的复杂关系。她利用红外图像和计算机模型试图预测这些火灾将在何处点燃，以及它们如何随时间演变，以及野火与气候之间的联系。
科恩在Zoom上接受采访时告诉我，气候变化在野火中扮演了重要角色。然而，她说，“这并不像‘世界正在变热’或‘世界正在变干’那么明显。’”野火的地球物理学很复杂，但科恩乐于接受解释野火的挑战。她说，她的研究中心“正试图教我在媒体上发表30秒的言论。”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?还是两个?
每年都有很多变化。有些年份的烧伤面积高于平均水平，而另一些年份则较低。我们一般不会报道这些，对吧?这不是头条新闻。但这种趋势一次可以持续几十年。重要的是要记住，即使你观察全球平均温度，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50年不变，但这并不意味着我们不是。有很多自然变化，而人类增加了这种变化。
至少，世界似乎经常在燃烧。
几乎所有还没有退休的人都生活在气温总体变暖的时期。这确实对野火有整体影响，尽管对个别野火的影响可能不同。例如，我们看到急流向北移动，所以这是一种动态效应。加州出现了更多的暗黑风和圣安娜风。当内华达的大盆地有一个高压，将空气推到近海，在sierra和沿海山脉形成了这些强风。但随着急流向北移动，预计我们未来不会看到这么多。另外，当我们谈论野火时，它非常幂律分布. 只有百分之几的火灾面积超过了100公顷，而这几起火灾占到了燃烧面积的85%以上。所以我们真的在谈论一些极端事件。
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。
我们知道是什么触发了这些极端事件吗？
它们往往落在这一谱线的一端，或者来自风力驱动的事件，在这一事件中，强风将火推向下坡，或者落在谱线的另一端，那里炎热干燥，但风很弱，可能吹向岸上。如果你在一个偶然的地方点火，比如在峡谷底部，它会开始燃烧并释放能量，在其上方形成一股上升的、有浮力的空气，将空气吸入其空间，使火焰扇动并推动火焰向前，形成更强的羽流。这种内部动态反馈回路可以使火势非常快速地上升。因此，这往往是两个极端。
当我们看到这些极端事件时，它们往往是——我讨厌“完美风暴”这个词，它表明了潜在的火灾敏感性。这可能是一个持续干旱的时期，当地适宜的天气模式可能会导致火灾蔓延。去年，整个西南部地区出现了高蒸汽压赤字，然后发生了意外点火。在加利福尼亚州的东北角，火灾通常是由雷雨的外流引起的。
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。
我最近读到有关这一现象的报道。”pyrocumulonimbus”或“pyroCb。”那是什么?
当火通过植被燃烧时，它会释放热量和水蒸气(以气体形式存在的水)到上面的空气中，这使得它比外面的空气更有浮力，所以它上升，形成了这种“火流”。如果那里足够潮湿，而且火足够强，它会将火提升到膨胀和冷却的点，导致空气中的水蒸气在火上方凝结成云。pyrocumulus。
如果这是一场足够强烈的火，它可以驱使它更深(向上)进入大气层，形成冰粒子。它甚至可以上升到平流层，就像近年来不列颠哥伦比亚省的一些火灾，产生深厚的积云，远高于喷气式飞机飞行的地方，产生这些烟羽，上升到空气快速向东移动的地方。它有可能产生羽流，产生烟雾，降落在东海岸的某个地方。
从长远来看，这些都是有问题的，因为当你创造出这种云并产生粒子时，它会变成降水，然后下降并蒸发，形成阵风锋，从而改变风向；火势可能突然转向消防队员。这些事故与多起死亡事故有关，包括雅纳尔森林火灾2013年在亚利桑那州。
一场火创造了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。
但当我们讨论更极端的事件时，这个术语也会出现，比如风推动羽流的速度超过了大火的持续速度。在这些由羽流驱动的大事件中，我们测量到火灾中的风速超过每小时100英里。火势蔓延的风完全是由火产生的。我们称之为“火引起的风”。它们的强度可能是火灾环境中的风的十倍甚至更多。他们能把树从地里拔出来;它们能折断大树。
告诉我们关于“火旋风”或“火龙卷”的事。”
它们也被称为"火旋转“我已经做了一些模型，比如卡尔火几年前，在加利福尼亚州雷丁城外。这是一个巨大的火焰漩涡，风速超过每小时100英里。当来自海岸山脉西面的风降到萨克拉门托山谷顶部的雷丁（Redding）时，它就形成了，并与来自山谷北部的风相交，形成了一个剪切带，风从不同方向吹来。当大火横穿它时，剪切带将涡度向上倾斜，形成一个持续时间长、非常强烈的火焰漩涡，在整个城镇蔓延几分钟，造成巨大的破坏。因此，这将是另一种完全由火灾产生的风造成的现象。
由于太阳辐射的减少，持续不断的烟雾使农作物遭受损失。
你能预测这些奇异的现象，比如火的旋转，可能在什么地方或什么时候发生吗？
我们能够预测很多火的现象，比如火的旋转。有时，你会看到一对旋转的柱子在火焰的前缘向前倾斜，这些柱子聚集在一起，可以加速它们之间的火焰，也可以减慢火焰的速度。当直升机飞越山脊时，有时会遇到突然的下沉气流，下降100英尺左右，这是非常危险的，因为它们一开始并不是很高。这些突然下降是由火风产生的，我们可以在模型中捕捉到。这很复杂，需要特殊的专业知识，但可以做所有这些惊人的事情来预测风向的变化以及事件将如何展开。我认为在未来10年内，我们应该能够预测火漩涡可能在哪里形成。
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是如何随时间变化的。当我的同事[Andreas Prein]查看下坡风事件的历史记录时，他发现在过去50年中，下坡风事件有所增加。这意味着如果你在温哥华、华盛顿或俄勒冈州，你可能会看到更多的下坡风事件。如果这与干旱期重叠，我们还必须考虑天气，特别是干旱-如果那些夏季延伸到秋天，并与这些风事件重叠，那么我们可能会看到更多的极端火灾，就像我们去年在俄勒冈州和华盛顿看到的那样。这些不同规模的火灾如何聚集在一起，在不同地区引发极端火灾，这真的很复杂。这不像“世界越来越热”或“世界越来越干燥”那么明显
在火焰漩涡附近，直升机会经历一次突然的下沉气流，它们会下降100英尺左右。
我还读到，当火灾中的烟雾开始阻挡阳光时，可能会发生冷却。这有意义吗？
对火灾产生的烟雾可以蔓延很长的距离。我记得那次海曼火2002年(在科罗拉多州)，我们有一股非常深的烟羽上升到大气中，其中一股是由风事件产生的，所以强风将烟羽吹过科罗拉多州东部。在浓烟下面，温度下降了10华氏度，所以下面要凉快得多;毫无疑问，这也影响了天气。所以它可以成为一个主要的区域天气因素。
在2018年不列颠哥伦比亚省的野火在美国，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。
作为减轻野火潜在损害的策略，以受控方式故意纵火有多重要？
规定的火灾用于减少生态系统中的燃料，因为火灾是一种自然干扰，这是一件好事。我们需要学会向窗外望去，看到一缕烟雾，然后说：“这是一场好火；它对景观有好处。”某些我们不喜欢的火，因为它们会影响我们的城市、社区和荒地。但这些火灾中的许多都起到了很好的作用。但也有与之相关的风险。在科罗拉多州，我们有一场规定的火灾没有受到控制。这并不罕见，但它会导致人员死亡，这阻碍了该工具的使用，使土地管理者求助于其他可能更笨拙、效率更低的工具，如机械疏伐。
人们想要更多地使用它，但我认为它作为一种解决方案被夸大了。2018年加州天堂营火灾是最具破坏性的火灾，造成至少85人死亡。在这种情况下，大火在之前的火灾痕迹中再次蔓延，因为当地的天气模式使它成为一个非常多风的地方。早期的篝火主要是在草地上燃烧的。那是之前的火痕。所以我们不能把每一场灾难性的火灾都归咎于没有进行大量的减薄。
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，有各种各样的机构与之有利害关系，但没有人真正控制火灾。私营部门在带来新工具和尝试新事物方面开展了大量活动。但现在我们正沉溺于新的工具中，每一种工具都承诺要创新并解决火灾问题。有很多钱在四处飞来飞去，这是一个非常有趣、混乱的时代。在我看来，这显然是一个天气问题和一个物理问题，但很多政策都是使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。许多人会说问题不在于技术的缺乏，而在于其他因素，比如政策和监管。政治文化比科技更具挑战性。
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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