野火可以形成巨大的火积云

由:Jenessa Duncombe|
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这张照片显示了2014年7月31日18新利最新登入从F-15C上拍摄的俄勒冈州峡谷大火上空正在发展的火积云云的特写视图,这是海狸综合体火灾的一部分。James Haseltine,俄勒冈州空军国民警卫队

没有什么比即将来临的雷云更不祥的了。添加一个野火混合在一起,结果可能是一场由浓烟、闷烧的余烬和过热空气组成的暴风雨。

由火引发的雷暴是自然发生的天气系统,有时是由强烈的野火产生的烟雾和热量造成的。这些被称为pyroCb的极端风暴很少发生,但一旦发生,就会导致悲惨的结果。

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火灾风暴的形成

野火释放出强烈的热量,迫使大量的烟雾和热空气上升。当混合物移动到更高的对流层(地球大气的最低层)时,它会随着气压的下降而冷却和膨胀。空气中的水分很快凝结,形成又大又蓬松的云,称为火积云。

当大气中的条件刚刚好时——包括靠近地面的干热空气层和上面较冷较湿的空气层——大气就会变得对流不稳定。日益湍流的空气使火积云中的水滴和冰晶发生碰撞,积聚电荷并将系统变成高耸的雷暴。

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高耸的火岩,即使是雷暴,也很少在地面上产生降雨,甚至可以上升到对流层外,并延伸到平流层离地表10英里/千米。

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2012年,阿祖萨峡谷发生火灾,在洛杉矶国家森林上空形成了巨大的火积云。
JeremyaGreene/Wikimedia Commons/(CC BY-SA 4.0)

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如夜般黑暗

毫不奇怪,火岩非常危险。2009年2月7日,澳大利亚历史上最具毁灭性的一天至少引发了大火三个pyroCbs带着余烬距离起火地点18英里(30公里)的地方闪电这又引发了62英里(100公里)外的火灾。被称为黑色星期六丛林大火在美国,这些大火总共烧毁了1737平方英里(4500平方公里),夺去了173人的生命。

火成岩形成于卡尔火2018年,加州雷丁附近发生了强烈的大风,造成了一场龙卷风强度的火涡2003年在澳大利亚堪培拉发生的火岩爆非常极端,释放出大量黑冰雹,白天的天空变得像夜晚一样黑暗。

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幸运的是,这些事件仍然相对罕见2019个研究来自澳大利亚的研究表明气候变化可能会使那里的条件在未来变得更有利于火岩的形成。

尼克Nauslar他为美国国家海洋和大气管理局国家气象局预测火灾天气,他说,世界各地每年大约发生25到50起火岩火事件。他说,准确预测风暴何时发生对科学家来说仍然是一个挑战。

“它们仍然很难预测,”Nauslar说。尽管科学家可以在火灾发生前检查天气状况,但他们无法准确描述野火将如何影响低层大气并改变天气状况。18新利最新登入研究火岩的努力“还很年轻,还有很多东西要学,”Nauslar说。

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这张由中分辨率成像光谱仪(MODIS)收集的自然彩色图像显示了2014年加拿大艾伯塔省布法罗湖北部火灾中喷发出的火积云。18新利最新登入
美国国家航空航天局

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高空烟雾

火岩的一个主要特征是它们对平流层的影响。但直到最近,科学家们都不认为野火会将烟灰、气溶胶和有机化合物喷射到大气中。

位于华盛顿的美国海军研究实验室的气象学家迈克·弗洛姆说:“大火风暴可以像火山一样向平流层注入物质的想法是完全未知的。”弗洛姆自20世纪90年代末以来一直使用卫星仪器研究火岩。

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火焰岩的烟雾颗粒可以在大气中停留数天至数周,在极端情况下,可以停留数月。根据《科学》杂志上最近的一项研究,2017年加拿大一个巨大的火焰岩产生的烟雾在平流层上层悬浮了8个月,研究人员将这些漂浮的火焰岩颗粒作为研究烟雾羽状物对气候和大气的潜在影响的代理核爆炸

pyrocb不会引起核冬天但是弗洛姆告诉我科学新闻关于火岩柱的一个悬而未决的问题是它们是否会破坏平流层的臭氧。“我们仍在试图理解、量化和计算(是否)实际上这些羽状物对气候有影响,”Fromm告诉Eos。

这个故事最初出现在Eos.org并作为“现在就报道气候”的一部分在这里重新发表,这是一个全球新闻合作项目,旨在加强对气候故事的报道。

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