这两年,地球上的森林好像都不太友好。无论是去年的亚马逊雨林大火,还是澳大利亚的跨年山火,还是时不时上新闻的加州山火,都牵动着无数人的心。

山火本身已经足够触目惊心了,但伴随着山火而来的,总会有雷暴、火龙卷等其他骇人听闻的恐怖。不久前,8月19日,加州野火肆虐期间,罕见的火龙卷风现象再次出现。那火焰仿佛被魔法所控制,旋转着冲向天空,触目惊心。

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巧合的是,在去年的华盛顿山火中,火焰也被强风带上了空中,形成了恐怖的火龙卷风。山火、火龙卷,犹如灾难片中的世界末日场景。

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这些场景让人感叹:命运无常,祸不单行,大自然总是反复敲打着人类脆弱的心灵。

不过,科学家们还是选择从科学的角度去分析这些现象。结果他们发现,所谓祸不单行,也未必只是巧合。无论是火龙卷风还是可能的雷暴,其成因其实都离不开山火。与其说是受到其他恶劣天气现象的帮助,倒不如说是野火把它们带到了身边。那么,野火究竟是如何引起雷暴和龙卷风的呢?

首先,我们要知道这些山火是怎么爆发的。

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大家在中学的时候就知道物质的燃烧有三要素:可燃物、着火点、助燃物

燃烧室无处不在,也就是大气中的氧气,这是无法避免的。在这些山区,随处可见可燃物,也就是树木等植物。特别是,如果天气非常干燥,这些植物更易燃,燃烧和蔓延的速度会更快。在三大因素中,唯一不确定存在的因素就是燃点。

有很多因素可以为野火提供点火条件,例如雷击可以点燃这些植物。但更重要的是人为因素,这是引发山火的最重要原因之一。它可能来自某些人体设备的电路,也可能是他们认为已经熄灭的烟头,可能会引起山火。因此,如果到植物茂盛的地方旅游,一定要记得控制好这些火源。

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以加州这场山火为例,潮湿的冬天给了杂草极好的生长机会,漫山遍野。而今年夏天,炎热干燥的天气让它们大量失水死亡,留下大量易燃物。

此时,台风伊莉达出现,给北部地区带来了雷雨天气。据说雷雨还会伴随降雨,使空气湿度增加。但由于天气太干燥,一些雨水还没下落就蒸发了。于是,只打雷不下雨的天气成了压死骆驼的最后一根稻草。干燥的雷雨点燃了这些野草,再加上台风的余波,野火迅速点燃蔓延。

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我们有句古话,水火不相容,但在山火面前,情况就不同了。

疯狂的野火会导致更强的空气对流,被野火加热的高温气体夹带水汽和气溶胶上升到高空。与它们一起,还有少量泥土、杂草等物质被卷入空气中。这些物质上升到高空后,就会凝结。

带有湍流羽流的山火可以形成积云结构,即火积云。这些火积云中的强烈上升气流,加上上升到高空的凝结水,会导致天气变化。

首先,空气被迅速吸入靠近地面的火焰中心,这对前来救火的消防员提出了巨大的挑战。

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还有更严重的情况,就是一些火积云可以上升到9000米的高度,产生闪电。而这样的闪电,还可能形成滚雪球效应,进而引燃其他区域。2009年,澳大利亚爆发了一场被称为“黑色星期六”的丛林大火。有证据表明,在这场丛林大火中,积云闪电引发了新的火灾。

那么,山火中的火龙卷到底是从哪里来的呢?

事实上,火龙卷风也有类似的道理,与火积云有着密切的关系。在强风环境下,野火产生的巨大热量会形成漩涡。

科学家解释说,这有点像河流流过洼地,不同地方的流速不同,会导致漩涡的产生。同样,当野火燃烧时,火焰的热量自然会产生低压区域,一旦强风吹过,就会形成漩涡。这些漩涡不仅携带灰烬和烟雾,还携带火焰,使其极具破坏性。

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在2018年加州的卡尔大火中,出现了火龙卷风。当时,它的风速达到了惊人的230公里/小时,给加州雷丁的部分地区造成了巨大的破坏。

此外,这些火龙卷将更多富含氧气的空气带入高空,这会使火势变得更糟。而且,火越热,就越有可能出现更强的上升气流和更猛烈的涡流。

从以上分析可以看出,无论是雷暴还是火龙卷,其发生都与山火密切相关,相互勾结,相互推波助澜。因此,如何减少山火的发生是最关键的一点。

研究表明,虽然野火是自然现象,但其发生频率的增加与人类活动有着千丝万缕的联系。正是人类带来的气候变化,让山火越来越频繁。

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8月20日发表的一项研究指出:以加州野火为例,与80年代相比,加州野火等极端现象在秋季出现的天数增加了一倍多。与此同时,40年来气温也有所上升,与40年前相比,今天的平均气温上升了1.8度,而秋季降水量减少了30%。持续的高温使植物更难保持水分,比以往任何时候都更干燥,因此更易燃。

另有研究表明,在气候变化和大气环流格局变化的背景下,这种干旱和高温造成的破坏会加剧,从而进一步增加发生山火的概率。在这里,我们没有讨论人类直接引起山火的案例。

野火会燃烧大面积的森林,导致能够吸收二氧化碳和产生氧气的植物大量减少,进一步加剧温室效应。这又是一个恶性循环。

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不管是山火还是全球变暖,归根结底其实是一回事,都已经达到了紧迫的程度。森林在被烧毁后可以重新发芽,雷暴和火龙卷也会停止。然而,在这些灾难中死去的动物,甚至是人类,再也回不来了……