继加利福尼亚州历史上最具破坏性的野火季节之后，该州再次遭受大规模火灾的袭击，这些火灾烧毁了一些社区的房屋，并威胁到其他社区。牧场大火是目前在加利福尼亚州北部燃烧的门多西诺复合火灾的一部分，是该州历史上最大的野火，已吞噬了超过 300,000 英亩的土地。它打破了仅仅八个月前洛杉矶附近的托马斯大火创下的纪录。
面对如此威胁——部分因气候变化和在易发生火灾地区的发展而加剧——专家们希望改进对野火行为的预测，以便更好地利用有限的消防资源。为此，他们需要观察火灾天气如何塑造这种行为。这包括火灾周围的大气条件以及火灾本身可能产生的微观天气，例如加利福尼亚州雷丁附近的卡尔大火释放的巨大旋转羽流。
克雷格·克莱门茨正处于收集火灾天气信息，并将其输入模拟火灾与大气相互作用的模型的最前沿。2013 年，这位圣何塞州立大学的气象学家启动了野火快速部署实验 (RaDFIRE) 计划（由美国国家科学基金会资助），该计划部署了多普勒雷达、激光雷达（使用光脉冲生成三维图像）和飞机上的传感器，以收集火灾周围的风和湿度信息。克莱门茨将这项工作比作 20 世纪 80 年代龙卷风追逐的开始。今年，他的团队一直在帮助采集该州各地火灾的烟羽样本，他希望很快启动 RaDFIRE 2，这是原始计划的更雄心勃勃的后续计划，该计划于 2016 年结束。
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大众科学与克莱门茨谈论了他为捕捉火灾天气以更好地了解野火行为所做的努力。
[以下是经过编辑的访谈记录。]
野火与大气相互作用有哪些方式？
我们所说的实际火线是活跃的燃烧区域。那是高温气体、燃烧和所有化学反应。羽流实际上是烟雾，那是上升的高温气体。而且这会升得非常非常高，因为火灾非常非常热。一般来说，羽流越大，火灾就越大。当火灾开始蔓延时，它会开始引发自身的风。但更重要的是火灾附近的周围风——所以如果风速为每小时 10 英里，那没什么大不了的；如果风速为每小时 20 英里，那就不一样了。当这种情况发生时，火灾会迅速蔓延。当它们开始更快地蔓延时，它们开始燃烧得更热，燃烧更多的物质，这会将更多的热量释放到空气中，从而影响大气边界层 [大气的最底层]。我们并不真正了解这一层如何在火灾周围演变。我们知道羽流会穿透边界层。这实际上会对火灾的动态产生影响，因为一旦它突破，有时会导致火灾加速。这些事情已经在数值模拟和实验室实验中进行了研究，但我们真的想在现实世界中捕捉到这些。
为什么现实世界的观察如此重要？
我们有一个预测火灾蔓延和热量释放的工具，它将其放入模型中，该模型生成火灾和大气如何耦合的模拟。我们如何测试它？我们如何知道它是正确的？我们有一个小的实验性草火，我们可以用这些不同的模型进行模拟，我们可以看到该模型由于正确或错误的原因而工作。下一个阶段是——好的，让我们将该模型应用于真实环境：让我们引入燃料数据；让我们把所有的地形都放入其中；我们需要天气数据。我们的想法是，现在我们可以去火灾现场，并在其发生时扫描羽流。我的梦想是，我们能够获得火灾事件周围的瞬时风数据，这些数据将通过卫星输入到火灾行为模型中，然后该模型将使用真实的风廓线甚至是在该地点的探测（显示风、温度和其他特性如何随大气高度变化的数据）进行更新。然后，您实际上就拥有了一些可以更好地进行预测的东西。
为什么迄今为止缺乏这些数据？
大多数研究都集中在更大规模的火灾危险上：燃料状况如何？火灾危险将如何发展？当发生大型野火时，他们会请来火灾行为分析师和事件气象学家——而气象学家在那里是为了预测情况。* 但同样，这有点像是更大规模的天气，而不是真正由火灾引起的空气循环。它无助于我们了解火灾如何引入它们自己的天气。但是，除非你有一个围绕火灾扫描的遥感工具网络，否则很难观察到这一点。
当您使用这些工具外出到野火时，您获得的一些观察结果的例子有哪些？
我们能够观察羽流底部的火灾引起的空气循环；我们能够观察到周围的空气被吸入羽流——这从未进行过，并且对烟雾建模非常重要。然后，我们能够检测到多羽流中的积雨云凝结水平——即水在野火羽流中凝结的地方——并确定一些可能的发生原因。例如：水分来自哪里？是火灾产生的水分吗？——这是一种理论。还是仅仅是周围水分的夹带？我们认为它最有可能来自周围水分。但我们只有几个样本，我们只有一些观察结果。但是，我们已经表明，我们可以在野火中收集这些观察结果以及需要做什么。
我们何时才能获得足够的这些观察结果来验证这些模型，并更好地了解野火的天气和行为？
我认为在未来五年内。但这基于我相信我们将能够完成我们的 RaDFIRE 2 行动。我相信我们的雷达工具将真正具有突破性，我们将参与更多火灾并获得这些观察结果。但这同时也是因为这些模型越来越好，并且已经过验证。我认为，一旦我们在活跃的野火上验证了另外几个模型模拟，我们将能够在野火的整个生命周期中使用这些模型。它可能就像在你的 iPhone 上调出预报一样简单。
*编者注（2018 年 8 月 17 日）：这句话在发布后进行了编辑，以更正术语。