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The Conversation 的许可转载，The Conversation 是一家报道最新研究的在线出版物。
野火爆发、火龙卷、高耸的雷暴：当火灾变得足够大和足够热时，它们实际上可以创造自己的天气。
在这些极端火灾情况下，消防员直接控制火灾的常用方法不起作用，野火失去控制地燃烧。
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但是，火灾如何创造天气呢？
我是一名大气科学家，我使用卫星收集的数据，并将其应用于天气预报模型中，以更好地预测极端火灾天气现象。卫星数据显示，火灾产生的雷暴比几年前任何人意识到的都要普遍得多。以下是正在发生的事情。
野火与天气的联系
想象一下，一片荒野景观，遍布干燥的草地、灌木和树木。火花落下，可能来自闪电或树枝撞击电线。如果天气炎热、干燥且多风，火花可能会迅速点燃野火。
当植被燃烧时，会释放出大量的热量。这会加热地面附近的空气，由于热空气比冷空气密度小，因此热空气会像热气球一样上升。然后，较冷的空气涌入以填补上升空气留下的空隙。
这就是野火如何产生自身风型的方式。
接下来会发生什么取决于大气层的稳定性。如果温度随着地面以上的高度迅速降低，那么上升的空气将始终比周围环境更温暖，并且会持续上升。如果它上升得足够高，水分会凝结，形成被称为积云或火积云的云。
如果空气持续上升，在某个时刻，凝结的水分会冻结。
一旦云层中同时存在液态和固态水粒子，这些粒子之间的碰撞可能会导致电荷分离。如果电荷积累足够大，就会发生放电——更广为人知的是闪电——以中和电荷。
火灾引起的云是否会变成雷暴，取决于三个关键要素：上升力来源、不稳定性和水分。
干闪电
野火环境通常水分有限。当下层大气条件干燥时，可能会导致所谓的干闪电。
任何居住在野火易发环境中的人都不希望看到干闪电。当雷暴产生闪电，但降水在到达地面之前就蒸发时，就会发生干闪电。这意味着没有雨水来帮助扑灭任何闪电引发的火灾。
火龙卷
当空气在大气中上升时，可能会遇到不同的风速和风向，这种情况称为风切变。这会导致空气旋转。上升的空气可以将旋转倾斜为垂直方向，类似于龙卷风。
这些火龙卷可能具有强大的风力，可以传播燃烧的灰烬，引发新的火灾区域。然而，它们通常不是真正的龙卷风，因为它们与旋转的雷暴无关。
衰退的风暴
最终，由野火引发的雷暴将开始消亡，上升的一切都将回落。来自衰退雷暴的下沉气流会在地面上产生不稳定的风，进一步将火势蔓延到难以预测的方向。
当火灾产生自己的天气时，它们的行为可能会变得更加不可预测和不稳定，这只会加剧它们对居民和与火灾作斗争的消防员的威胁。预测火灾行为的变化对于每个人的安全都至关重要。
卫星显示，火灾产生的天气并非如此罕见
气象学家在 20 世纪 90 年代后期就认识到火灾产生雷暴的能力。但是，直到 2017 年GOES-R 系列卫星发射后，科学家们才拥有必要的高分辨率图像，从而看到火灾引起的天气实际上很常见。
如今，这些卫星甚至可以在拨打 911 电话之前就提醒消防员注意新的火灾。这很重要，因为美国各地野火的数量、规模和频率都呈上升趋势。
气候变化和日益增长的火灾风险
北美地区的热浪和干旱风险一直在增加，全球气温升高更频繁地导致干燥的景观和森林容易燃烧。气候模型实验表明，人为造成的气候变化将继续增加这种风险。
随着越来越多的人搬到这种变暖气候下的火灾高风险地区，火灾发生的风险也在上升。随着火灾的发生，会带来持续到火灾扑灭后的连锁危害，例如被烧毁的景观更容易发生山体滑坡和泥石流，这些灾害会影响水质和生态系统。
社区可以通过建造防御空间和防火线以及降低房屋和财产的脆弱性来降低其火灾损害的脆弱性。消防员还可以通过计划烧除来减少周围的燃料载荷。
重要的是要记住，火灾是地球系统的自然组成部分。正如火灾科学家斯蒂芬·J·派恩所写，我们人类将不得不重新调整我们与火的关系，以便我们可以学会与火共存。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。