繼加利福尼亞州歷史上最具破壞性的野火季節之後，該州再次遭受大規模火災的襲擊，這些火災燒燬了一些社群的房屋，並威脅到其他社群。牧場大火是目前在加利福尼亞州北部燃燒的門多西諾複合火災的一部分，是該州歷史上最大的野火，已吞噬了超過 300,000 英畝的土地。它打破了僅僅八個月前洛杉磯附近的托馬斯大火創下的紀錄。
面對如此威脅——部分因氣候變化和在易發生火災地區的發展而加劇——專家們希望改進對野火行為的預測，以便更好地利用有限的消防資源。為此，他們需要觀察火災天氣如何塑造這種行為。這包括火災周圍的大氣條件以及火災本身可能產生的微觀天氣，例如加利福尼亞州雷丁附近的卡爾大火釋放的巨大旋轉羽流。
克雷格·克萊門茨正處於收集火災天氣資訊，並將其輸入模擬火災與大氣相互作用的模型的最前沿。2013 年，這位聖何塞州立大學的氣象學家啟動了野火快速部署實驗 (RaDFIRE) 計劃（由美國國家科學基金會資助），該計劃部署了多普勒雷達、雷射雷達（使用光脈衝生成三維影像）和飛機上的感測器，以收集火災周圍的風和溼度資訊。克萊門茨將這項工作比作 20 世紀 80 年代龍捲風追逐的開始。今年，他的團隊一直在幫助採集該州各地火災的煙羽樣本，他希望很快啟動 RaDFIRE 2，這是原始計劃的更雄心勃勃的後續計劃，該計劃於 2016 年結束。
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大眾科學與克萊門茨談論了他為捕捉火災天氣以更好地瞭解野火行為所做的努力。
[以下是經過編輯的訪談記錄。]
野火與大氣相互作用有哪些方式？
我們所說的實際火線是活躍的燃燒區域。那是高溫氣體、燃燒和所有化學反應。羽流實際上是煙霧，那是上升的高溫氣體。而且這會升得非常非常高，因為火災非常非常熱。一般來說，羽流越大，火災就越大。當火災開始蔓延時，它會開始引發自身的風。但更重要的是火災附近的周圍風——所以如果風速為每小時 10 英里，那沒什麼大不了的；如果風速為每小時 20 英里，那就不一樣了。當這種情況發生時，火災會迅速蔓延。當它們開始更快地蔓延時，它們開始燃燒得更熱，燃燒更多的物質，這會將更多的熱量釋放到空氣中，從而影響大氣邊界層 [大氣的最底層]。我們並不真正瞭解這一層如何在火災周圍演變。我們知道羽流會穿透邊界層。這實際上會對火災的動態產生影響，因為一旦它突破，有時會導致火災加速。這些事情已經在數值模擬和實驗室實驗中進行了研究，但我們真的想在現實世界中捕捉到這些。
為什麼現實世界的觀察如此重要？
我們有一個預測火災蔓延和熱量釋放的工具，它將其放入模型中，該模型生成火災和大氣如何耦合的模擬。我們如何測試它？我們如何知道它是正確的？我們有一個小的實驗性草火，我們可以用這些不同的模型進行模擬，我們可以看到該模型由於正確或錯誤的原因而工作。下一個階段是——好的，讓我們將該模型應用於真實環境：讓我們引入燃料資料；讓我們把所有的地形都放入其中；我們需要天氣資料。我們的想法是，現在我們可以去火災現場，並在其發生時掃描羽流。我的夢想是，我們能夠獲得火災事件周圍的瞬時風資料，這些資料將透過衛星輸入到火災行為模型中，然後該模型將使用真實的風廓線甚至是在該地點的探測（顯示風、溫度和其他特性如何隨大氣高度變化的資料）進行更新。然後，您實際上就擁有了一些可以更好地進行預測的東西。
為什麼迄今為止缺乏這些資料？
大多數研究都集中在更大規模的火災危險上：燃料狀況如何？火災危險將如何發展？當發生大型野火時，他們會請來火災行為分析師和事件氣象學家——而氣象學家在那裡是為了預測情況。* 但同樣，這有點像是更大規模的天氣，而不是真正由火災引起的空氣迴圈。它無助於我們瞭解火災如何引入它們自己的天氣。但是，除非你有一個圍繞火災掃描的遙感工具網路，否則很難觀察到這一點。
當您使用這些工具外出到野火時，您獲得的一些觀察結果的例子有哪些？
我們能夠觀察羽流底部的火災引起的空氣迴圈；我們能夠觀察到周圍的空氣被吸入羽流——這從未進行過，並且對煙霧建模非常重要。然後，我們能夠檢測到多羽流中的積雨雲凝結水平——即水在野火羽流中凝結的地方——並確定一些可能的發生原因。例如：水分來自哪裡？是火災產生的水分嗎？——這是一種理論。還是僅僅是周圍水分的夾帶？我們認為它最有可能來自周圍水分。但我們只有幾個樣本，我們只有一些觀察結果。但是，我們已經表明，我們可以在野火中收集這些觀察結果以及需要做什麼。
我們何時才能獲得足夠的這些觀察結果來驗證這些模型，並更好地瞭解野火的天氣和行為？
我認為在未來五年內。但這基於我相信我們將能夠完成我們的 RaDFIRE 2 行動。我相信我們的雷達工具將真正具有突破性，我們將參與更多火災並獲得這些觀察結果。但這同時也是因為這些模型越來越好，並且已經過驗證。我認為，一旦我們在活躍的野火上驗證了另外幾個模型模擬，我們將能夠在野火的整個生命週期中使用這些模型。它可能就像在你的 iPhone 上調出預報一樣簡單。
*編者注（2018 年 8 月 17 日）：這句話在釋出後進行了編輯，以更正術語。