今年年初澳大利亚破纪录的野火引发了一种非同寻常的天气现象。 它们催生了一连串高耸的火积云，将烟雾弹射到大气层 20 英里的高度。
将近 12 个月后，其中一些烟雾仍在地球周围漂移。
这些“火积雨云”事件，或称“pyroCbs”，令人印象深刻但并非罕见。 它们在野火的热量加强大气中上升气流时形成，产生大型风暴云并使烟雾螺旋式上升。
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但科学家们称之为“澳大利亚新年事件”的事件，是记录中规模最大的一次。 最近的研究表明，它向平流层发射了 50 万公吨的气溶胶颗粒。
一项 最近的研究 表明，这相当于一次中等程度的火山爆发，足以对太阳辐射产生微小的影响。 这大约是之前破纪录事件的三倍，之前的破纪录事件是 2017 年加拿大西部野火季期间发生的大规模火积雨云事件。
美国海军研究实验室的气象学家大卫·彼得森在周五在美国地球物理联合会秋季年会期间举行的关于 pyroCb 研究的新闻发布会上说：“它在几乎所有层面上都超过了之前前所未有的事件。” “所以现在我们正处于 pyroCb 活动的全新水平。”
巨大的 pyroCb 事件处于野火研究的最前沿。 科学家们正在调查它们究竟是如何形成的，以及气候变化——气候变化正在推动世界各地发生更大、更频繁的野火——是否可能使它们更频繁地发生。
关注这一点很重要，因为这些事件也可能影响周围环境。 它们注入大气层的烟雾可能会影响当地的气候和天气模式，从雷暴到当地气温再到急流运动。
这是一个科学家们刚刚开始涉足的研究领域。
彼得森说：“我们还处于了解 pyroCb 在气候系统中发挥作用的早期阶段。” “在过去几年中，我们对 pyroCb 活动本身了解了很多。”
“但就这些大型羽流对气候系统意味着什么，以及 pyroCb 活动在不断变化的气候中可能如何演变而言，这还处于起步阶段。”
问题多于答案
去年，科学家们对 pyroCb 事件的物理特性进行了字面意义上的深入研究。
NOAA 和 NASA 联合发起了一项名为 FIREX-AQ 项目的计划，该项目派遣一架飞机进入 2019 年夏季在华盛顿州威廉姆斯弗拉茨上空形成的火灾驱动雷暴的中心。 该飞机配备了测量其穿过的烟雾的物理和化学特性的设备。
加州大学洛杉矶分校的博士生劳拉·塔帕参与了该项目，并在 AGU 会议上做了报告，她说：“因此，我们从 pyroCb 的采样中获得了一整套我们以前无法提出和回答的全新科学问题。”
该项目使科学家们对 pyroCb 如何形成以及它们如何将烟雾发射到如此高的大气层有了新的认识。 它还有助于科学家们更好地了解野火烟雾如何改变云的特性，以及这可能对当地天气模式意味着什么。
目前，理论很多，答案很少。 但专家们认为，大型 pyroCb 事件可能通过几种方式影响天气。
首先，巨大的烟雾云有可能阻挡一部分太阳辐射，暂时冷却下方的地球——类似于大型火山爆发。 但这种现象需要巨大而浓密的烟雾羽流。 目前尚不清楚即使是澳大利亚新年事件是否足够大到足以影响当地气温。
总的来说，关于气温和 pyroCb 事件的研究很少。
海军研究实验室的另一位气象学家迈克·弗罗姆也出席了 AGU 的研究报告会，他说：“我认为我们几乎一无所知。”
还有其他与当地天气模式相关的潜在联系。 弗罗姆指出，一些研究表明，烟雾颗粒可能会延长雷暴的寿命。
而且，尽管尚不确定，但足够大的烟雾羽流可能会影响更大规模的大气模式的流动，例如急流。
大型 pyroCb 事件会产生烟雾羽流，这些羽流在穿过平流层时会旋转——澳大利亚新年事件就发生了这种情况。 野火的热量导致空气以这种方式移动。
这些旋转的羽流可能会被卷入大型大气系统中，例如急流，从而在系统中移动时产生一种涡流。 来自 2015 年北美西部事件的卫星图像表明，这种情况以前发生过，弗罗姆说。
像急流这样的大型大气系统有助于影响地球周围流动时的当地天气模式。
模型可以帮助科学家们更好地了解 pyroCb 事件可能影响天气的方式。 野火烟雾羽流涉及许多复杂、精细尺度的物理特性，这些特性通常难以模拟。 云也是如此。 但研究人员正在努力在天气和气候模型中更好地表示这些事件。
与此同时，科学家们仍在质疑这些事件是否会随着全球持续变暖而发生变化——如果会，又会发生什么变化。
气候变化正在推动澳大利亚和北美西部等地发生更大、更频繁的野火。 但科学家们不确定这对 pyroCb 意味着什么。
弗罗姆指出，炎热、干燥、多风的天气条件通常使 pyroCb 更容易在野火上空形成。 因此，如果一个容易发生火灾的地区在未来变得更热、更干燥或更多风，那么“非常肯定”地说，这些事件将会发生更多，他说。
但彼得森警告说，其他天气变量也在雷暴是否能够形成中发挥作用。
他补充说，来自 FIREX-AQ 等项目的数据将帮助科学家们更好地了解这些事件是如何以及为何形成的。
他说：“我认为，结合我们过去所做的工作……以及我们从这些新观测中获得的信息，我们可以展望未来，说得更多，并更好地掌握未来预测 pyroCb 的能力。”
经 E&E 新闻许可，转载自 Climatewire。 E&E 在 www.eenews.net 提供每日重要的能源和环境新闻报道。