威聚焦丨山火如何放出火积云 甚至造就火龙卷

“帕克”山火形势汹涌，席卷了整个美国加利福尼亚州，目前看来已助长了最少一起火龙卷（又称火漩涡、火旋风等）。那么，火龙卷到底是什么？它真的有听起来那么可怕吗？

众所周知，山火实际上会促成一整个火险天气系统，其中就包括火积云这种现象。NASA将火积云称为“喷火云龙”，因为它们向地面劈下雷电，燃起更大的火焰，有时还会酿成火龙卷。

火险天气已造就了许了多场历史性大火，包括2009年烧毁澳大利亚4000多平方千米土地的“黑色星期六”林火（Black Saturday bushfires）和2020年席卷美国西海岸的山火。

火灾暴风是怎样形成的？在变暖的今天，这种灾害为什么越来越常见？

奥罗拉谷（Orroral Valley）上空窜起了火积云，林火一直烧到了澳大利亚堪培拉南面。当大火的热量上升进入大气，就会创造火灾自身的天气系统，例如照片中可怕的火雷云，它们进一步加剧了火势。摄影：BROOK MITCHELL, GETTY IMAGES

火灾风暴是怎样开始的

热量通过空气上升产生对流，火灾风暴就在这个过程里产生。当大火上方湿润的空气柱猛烈升温，就会快速冲向大气，在那里冷却、凝结成液滴，形成的火云被称为火积云。

与同样由对流产生的蓬松的白色积云不同，火云呈灰色或棕色，这是因为灰烬、烟雾和颗粒物被卷入上升的气流中。这类云层的顶部高度可接近9600米。

随着火势扩大，上升气流将烟雾和颗粒物推向更高处的平流层下方，造就了更大的火积云。

尽管它们看起来与普通雷云类似，破坏性却远超后者。这些云层仍“拴”在催生它们的大火上，喷出的余烬和闪电则继续助长了烈焰。此外，它们更易于形成对地面释放正电荷的正闪（而非反之释放负电荷的负闪），这不仅令火灾风暴持续得更久，而且几乎不会成雨，很难为熄灭山火带来帮助。

火积云偶尔还会引发火龙卷：上升气流扭曲和拉伸着被快速吸上高空的空气，便产生了火龙卷。这些燃烧的气旋通常只会存在几分钟，高度不超过45米。但当风速高达225千米/小时，它们就会对路径上的一切造成严重破坏。

消防员正在与“霍格”大火（Hog fire）的烈焰作战。2020年7月20日，这场大火在美国北加州爆发，侵袭了苏珊维尔（Susanville）附近超过3840万平方千米的土地，熊熊烈火生成了火积云和火漩涡。摄影：JOSH EDELSON, AFP/GETTY IMAGES

近年发生的毁灭性火灾风暴

火险天气助长了近期历史上多起毁灭性的山火灾难。2009年，澳大利亚维多利亚州的“黑色星期六”林火产生了连绵不断的火积云，云层窜上14千米以上的高空，又点燃了新的火焰，导致火势进一步蔓延，最终超过4000平方千米。“黑色星期六”大火造成173人死亡，这是1788年澳大利亚殖民历史开始以来人员伤亡最多的一场火灾。

2017年，一场更恐怖的山火灾难在加拿大不列颠哥伦比亚省爆发，5场火灾风暴几乎同一时间形成，烟尘被吹上22530米的平流层，其中所含的黑碳吸收了太阳能，加热了烟流，于是风暴的上升变得更加迅猛和广泛。已有多项研究表明，这些烟流与中等火山喷发时产生的羽流相当，而且在大气中停留了近9个月。

在美国，加州也曾经历多起严重的火积云事件。2018年7月，雷丁（Redding）附近“卡尔”大火（Carr fire）期间，一场以230千米/小时的速度旋转的火龙卷造就了整场大火8例死亡中的4例。2020年8月，据报道，北加州创纪录火灾多发季疑似又发生了多起火龙卷。

火龙卷还会加剧山火对人体健康的损伤。构成山火烟尘的气体与颗粒物会导致呼吸道与心血管疾病；另一方面，火灾风暴还会让火焰扩大，导致烟雾升高、变浓。

2020年7月21日，消防员注视着雷雨胞从“霍格”大火中吸起一道烟柱。火积云鲜少带来降水，不过这起火积云最终发展成一场雹暴，浇灭了部分火焰，又煽起了其余一些。摄影：JOSH EDELSON, AFP/GETTY IMAGES

我们见到的火龙卷和火险天气会越来越多吗？

随着气候变化滋长更大、更猛烈的山火，科学家认为，地球将经历更多火灾风暴。2019年，澳大利亚由火灾引起的风暴就与前20年一样多。9月7日，2020年9月7日，加州弗雷斯诺（Fresno）附近火积云产生的浓烟向平流层喷射了16千米高，创造了北美大火烟雾记录，可能造成了大量碳排放。

事实上，科学家认为，这些火灾风暴是高层大气中“巨量”污染物质的始作俑者。不过，火灾风暴到底会如何推进气候变化，这其中还有许多不清楚的问题，包括它们产生的烟流是否会破坏为地球挡住紫外线辐射的臭氧层，它们实际上又会不会遮蔽阳光、给地球带来短暂的降温——火山喷发会造成这种现象。对这些问题的解答将成为了解变暖世界里火灾风暴真实后果的关键。

2019年8月8日，NASADC-8飞行实验室拍摄到了火积云的稀有画面，当时云层正从华盛顿州东部的大火中升起。科学家正在研究这类燃烧现象，以图在世界日益变暖时，更好地了解它们的潜在后果。摄影：JOSHUA STEVENS, NASA EARTH OBSERVATORY

作者丨Amy McKeever

译者丨绿酒

来源丨国家地理中文网

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