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The Conversation 的許可轉載，The Conversation 是一家報道最新研究的線上出版物。
野火爆發、火龍捲、高聳的雷暴：當火災變得足夠大和足夠熱時，它們實際上可以創造自己的天氣。
在這些極端火災情況下，消防員直接控制火災的常用方法不起作用，野火失去控制地燃燒。
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但是，火災如何創造天氣呢？
我是一名大氣科學家，我使用衛星收集的資料，並將其應用於天氣預報模型中，以更好地預測極端火災天氣現象。衛星資料顯示，火災產生的雷暴比幾年前任何人意識到的都要普遍得多。以下是正在發生的事情。
野火與天氣的聯絡
想象一下，一片荒野景觀，遍佈乾燥的草地、灌木和樹木。火花落下，可能來自閃電或樹枝撞擊電線。如果天氣炎熱、乾燥且多風，火花可能會迅速點燃野火。
當植被燃燒時，會釋放出大量的熱量。這會加熱地面附近的空氣，由於熱空氣比冷空氣密度小，因此熱空氣會像熱氣球一樣上升。然後，較冷的空氣湧入以填補上升空氣留下的空隙。
這就是野火如何產生自身風型的方式。
接下來會發生什麼取決於大氣層的穩定性。如果溫度隨著地面以上的高度迅速降低，那麼上升的空氣將始終比周圍環境更溫暖，並且會持續上升。如果它上升得足夠高，水分會凝結，形成被稱為積雲或火積雲的雲。
如果空氣持續上升，在某個時刻，凝結的水分會凍結。
一旦雲層中同時存在液態和固態水粒子，這些粒子之間的碰撞可能會導致電荷分離。如果電荷積累足夠大，就會發生放電——更廣為人知的是閃電——以中和電荷。
火災引起的雲是否會變成雷暴，取決於三個關鍵要素：上升力來源、不穩定性和水分。
幹閃電
野火環境通常水分有限。當下層大氣條件乾燥時，可能會導致所謂的幹閃電。
任何居住在野火易發環境中的人都不希望看到幹閃電。當雷暴產生閃電，但降水在到達地面之前就蒸發時，就會發生幹閃電。這意味著沒有雨水來幫助撲滅任何閃電引發的火災。
火龍捲
當空氣在大氣中上升時，可能會遇到不同的風速和風向，這種情況稱為風切變。這會導致空氣旋轉。上升的空氣可以將旋轉傾斜為垂直方向，類似於龍捲風。
這些火龍捲可能具有強大的風力，可以傳播燃燒的灰燼，引發新的火災區域。然而，它們通常不是真正的龍捲風，因為它們與旋轉的雷暴無關。
衰退的風暴
最終，由野火引發的雷暴將開始消亡，上升的一切都將回落。來自衰退雷暴的下沉氣流會在地面上產生不穩定的風，進一步將火勢蔓延到難以預測的方向。
當火災產生自己的天氣時，它們的行為可能會變得更加不可預測和不穩定，這隻會加劇它們對居民和與火災作鬥爭的消防員的威脅。預測火災行為的變化對於每個人的安全都至關重要。
衛星顯示，火災產生的天氣並非如此罕見
氣象學家在 20 世紀 90 年代後期就認識到火災產生雷暴的能力。但是，直到 2017 年GOES-R 系列衛星發射後，科學家們才擁有必要的高解析度影像，從而看到火災引起的天氣實際上很常見。
如今，這些衛星甚至可以在撥打 911 電話之前就提醒消防員注意新的火災。這很重要，因為美國各地野火的數量、規模和頻率都呈上升趨勢。
氣候變化和日益增長的火災風險
北美地區的熱浪和乾旱風險一直在增加，全球氣溫升高更頻繁地導致乾燥的景觀和森林容易燃燒。氣候模型實驗表明，人為造成的氣候變化將繼續增加這種風險。
隨著越來越多的人搬到這種變暖氣候下的火災高風險地區，火災發生的風險也在上升。隨著火災的發生，會帶來持續到火災撲滅後的連鎖危害，例如被燒燬的景觀更容易發生山體滑坡和泥石流，這些災害會影響水質和生態系統。
社群可以透過建造防禦空間和防火線以及降低房屋和財產的脆弱性來降低其火災損害的脆弱性。消防員還可以透過計劃燒除來減少周圍的燃料載荷。
重要的是要記住，火災是地球系統的自然組成部分。正如火災科學家斯蒂芬·J·派恩所寫，我們人類將不得不重新調整我們與火的關係，以便我們可以學會與火共存。
本文最初發表於The Conversation。閱讀原文。