科学家关注北美极端炎热的天气、严重的野火及“怪物级火积云”事件

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尽管这些烟雾弥漫的风暴云的工作原理已经变得更加清晰，但近年来它们越来越极端的行为让一些追踪它们的科学家感到惊讶和担忧。最近一次遇到这些“火积云”是在2021年6月和7月，在加拿大和美国森林提前到来的异常温暖的野火季期间。

NRL的Michael Fromm和David Peterson以及来自NASA和其他一些机构的研究人员组成的团队，利用NOAA-NASA GOES气象卫星上的高级基线成像仪（ABI），以及其他卫星上的传感器，在今年截至2021年7月29日，大约在火灾季节的一半时，在北美识别了61个“火积云”事件。他们的观测结果包括7月16日在萨斯喀彻温省和曼尼托巴省边境爆发的10个“火积云”事件，非常引人注目。这是科学家们自2013年开始用卫星跟踪所有野火烟雾风暴以来，在北美一天所观察到的最多的野火烟雾风暴。在上面显示的ABI图像中，所有被标记的云层最终都生成了“火积云”，尽管在拍摄图像时，有些云层仍处于积雨云（pyroCu）阶段。下面的图片显示了2021年6月30日在McKay Creek火灾上方升起的一个小型“火积云”的例子。

7月的爆发是在另一个不寻常事件的两周后--6月30日在加拿大西部的Sparks Lake大火上方爆发的被Fromm称为 "怪物级的火积云"。一个风暴单元在不列颠哥伦比亚省的森林大火上形成，并在超过16万平方公里（6.2万平方英里）的范围内蔓延，这个地区比佐治亚州略大。

根据美国宇航局Terra卫星上的多角度成像光谱辐射仪（MISR）收集的数据，随着它的扩散，它发出的烟囱高达16公里（10英里）。同时，一颗GOES卫星观察到风暴释放出非凡的闪电。在观看了风暴吹起和烟雾随着上升气流进入平流层而广泛扩散的卫星片段后，一位气象学家将该火积云的行为描述为 "绝对令人震惊"。

科学家们说，这是他们在北美观察到的最大的单一“火积云”。北美闪电探测网络在这次事件中记录了近113,000次闪电，对于加拿大的一场风暴来说，这是一个很大的数量。一位气象学家计算，这一次的“火积云”事件一下子产生了加拿大全年闪电总量的5%。由于“火积云”中的烟雾颗粒限制了水滴的大小，因此雷暴产生的雨水很少。因此，突发的闪电可能引发了新的火灾，加速了火灾的蔓延，并重新激活了当初制造火灾的气象引擎。

所有这些都是在异常严重的、令人难以置信的热浪中进行的，它将不列颠哥伦比亚省的温度推到了创纪录的水平。如果没有全球变暖，这些极端的温度是 "几乎不可能的"，根据世界天气归属倡议的科学家的说法。

Peterson说："我们现在几乎每晚都看到火积云，而我们的火灾季节才过了一半。在情况好转之前，这可能会变得更加糟糕。"

随着极端火灾和火烧的情况越来越普遍， Fromm和Peterson发现自己在问这一切意味着什么。"我们正在开展项目，以使其更容易预测哪里会出现火球。希望我们能够改进系统，尽可能地保证消防员、飞行员和人们的安全，"Peterson说。"但我们也在观察有多少烟雾到达平流层，并开发方法来量化它对地球的辐射平衡和气候意味着什么。"

根据过去的事件--包括2019年12月和2020年1月的 "超级爆发"，当时火积云数量更多--科学家们知道，这些事件注入平流层的烟雾可以散开，表现得像一个巨大的阴影，导致暂时的区域冷却。上面的中分辨率成像分光仪（MODIS）图像显示了几个从烟羽中升起的“火积云”，这是爆发的一部分。

如果平流层中有足够的烟雾，冷却效果可能是相当大的，也许甚至足以导致全球气温下降，就像20世纪90年代皮纳图博火山爆发时，由于火山颗粒在大气中徘徊而产生的著名效果。澳大利亚的火灾向平流层输送的冷却气溶胶的质量约为皮纳图博的1/10。Fromm说：“如果火灾变得更加频繁，气候影响可能真的开始增加。"这是我们将密切关注的事情。”