2017年8月12日傍晚，不列颠哥伦比亚省森林大火产生的热量和烟雾开始迅速上升，吞噬着火山灰、燃烧的木材和植被，以及下方湖泊和溪流中的水蒸气。
澳大利亚首都地区紧急服务机构的研究员里克·麦克雷正在现场协助消防管理。他意识到这场大火将会爆发成某种非同寻常的东西，于是给一组来自世界各地的科学家发了短信。自2013年以来，这些科学家一直在合作研究由火灾引发的雷暴——技术上称为pyrocumonimbus云，或“pyroCbs”。
“这是加拿大西部非常糟糕的一天，”他写道。“火焰在前沿不断地‘砰砰’地燃烧。”一个pyroCb正在不列颠哥伦比亚省的东南角，靠近坎卢普斯，麦克雷补充说，“如果某些东西'一致'，情况可能会变得更糟。”
在以前从未发生过的地方，由火灾引发的雷暴事件正在增加。
他们做到了。火灾,最终将消耗4700平方英里在不列颠哥伦比亚省燃烧失去控制,五fire-driven雷暴在大火,拍摄黑烟和碳高到低平流层,喷出的有毒气体,最终被发现几乎北至北极,和引发火灾。与此同时，邻近的华盛顿州的大火又引发了另一场大火。美国海军研究实验室的气象学家迈克·弗洛姆回忆说:“那天晚上的晚些时候，我们被这团火流星和令人印象深刻的烟砧状云所吸引。”
后,弗洛姆和大卫·彼得森,海军研究实验室的一个同事,那天标记的集群火势云团”pyroCbs之母”,甚至超过了黑色星期六在澳大利亚的事件在2009年巨大的山火导致173人死亡,414人受伤,烧毁了1700平方英里。二月的那个晚上，三种明显的火积雨云风暴在澳大利亚东南部的维多利亚州爆发。
2016年5月，阿尔伯塔省发生了一场大火，迫使麦克默里堡油砂社区8.8万人撤离。当天在大火上形成了一个pyroCb，而来自风暴的闪电在大火前方东北22英里处点燃了几处新的大火，这让野火专家感到震惊。“我从未听说闪电在大火发生这么久之前引发新的火灾，”艾伯塔省政府野火科学协调员科迪·泰姆斯特拉(Cordy Tymstra)说。
2014年7月，在俄勒冈州南部的一场大火上方形成的火积云。詹姆斯Haseltine /俄勒冈州空军国民警卫队
随着全球变暖导致更大、更频繁、更强烈的森林火灾，由火灾引发的雷暴事件在得克萨斯州、葡萄牙、南非和阿根廷等从未发生过的地方呈上升趋势。加拿大合作伙伴关系主任迈克·Flannigan荒地火灾科学在阿尔伯塔大学,说pyroCbs似乎在上升,因为气温升高可能会产生更加严重的火灾发生剧烈的烟雾,黑碳,和水蒸气,所有这些pyroCbs的可能性增加。
不管是什么原因，这些事件都会对灭火策略造成严重破坏。Flannigan说，pyroCbs的火焰是极其炎热和混乱的，特别是当烟柱崩塌的时候。风速可达到龙卷风的速度。余烬向四面八方迸射，有时甚至高达三英里。弗兰尼根说，这意味着不可能派消防员到现场与他们作战。
" PyroCbs喜欢一个与卡尔火在2018年的加州可能是灾难性的，因为它们可以产生龙卷风强度的漩涡，”Flannigan说。
火灾引发的雷暴是在野火烧得足够热时产生非常强烈的上升运动，称为上升气流时产生的。大量的烟雾颗粒给水滴提供了可以抓住的东西，导致突然出现大量的云柱。维基共享
pyroCbs背后的物理原理很复杂，一直困扰着气象学家和大气科学家。我们所知道的是，当来自强烈大火的过热上升气流将烟雾、灰烬、燃烧物质和水蒸气吸向高空时，这些元素冷却并形成“火云”，这些云的外观和作用就像那些与经典雷暴有关的云。烟雾中的热量和微粒几乎总是会引发一种动态反应，阻止云团产生降水的能力。然后留下的是闪电风暴穿过周围的景观，引发更多的火灾，就像在麦克默里堡附近发生的那样。
野火科学家对火焰火箭的兴趣正在增加。上个月，在华盛顿特区举行的美国地球物理联盟(AGU)会议的整个会议都在讨论pyrocb的主题，以及它们如何像过去的火山喷发那样潜在地影响天气和气候。美国海军研究实验室的弗洛姆一直在帮助证明pyroCbs——一种长期已知的，但相对罕见的气象现象——具有和中等规模的火山喷发一样多的能量和影响。
弗洛姆和其他人已经证明，野火产生的烟雾和气溶胶可以升到平流层的高处，在那里停留数月，散射太阳光线。这种影响与1991年发生在菲律宾的皮纳图博火山爆发类似，但规模要小得多。那次喷发喷出了大量的硫酸盐气溶胶，阻挡了一些太阳射线，使全球气候冷却了大约1华氏度，持续了15个月。
一位研究人员已经证明，这些火灾风暴有足够的能量将烟雾送入平流层。
于鹏飞是博尔德环境科学合作研究所的科学家，科罗拉多州AGU会议上报告说,他和他的同事进行了模拟表明,烟雾和黑碳从2017年8月在不列颠哥伦比亚省和华盛顿火势云团可能逗留了8个月,因为没有雨水高平流层洗云。
上升的东西最终必然会下降，这就解释了加拿大科学家在距离北极700英里的埃尔斯米尔岛上的高北极空气监测站检测到异常高水平的氨、一氧化碳、氰化氢和乙烷——这些化合物与2017年的pyroCb活动注入平流层的物质一致。
“这是一个非常不寻常的事件，”多伦多大学物理系主席金伯利·斯特朗说。“2010年俄罗斯发生大规模火灾后，我们看到了类似的情况，但远没有2017年那么严重。我们在格陵兰的同事也记录了同样的事情。”
弗洛姆对pyroCbs的兴趣始于1998年，当时他正在使用的卫星仪器在夏季追踪平流层中奇怪的云层。这很奇怪，因为像这样的云通常只在冬天形成。这不是科学家们第一次在平流层中看到这样的夏季云。从1989年到1991年的夏季，北美北部地区周期性地出现令人费解的气溶胶云图像。
这是2018年7月加州弗格森大火形成的pyroCb的时间间隔
但后来发现它们的科学家们得出结论，它们一定来自火山喷发，因为研究人员和科学界的其他所有人一样，认为pyrocb没有足够的能量穿过对流层，而对流层包含了地球的大部分大气，是天气产生的地方。然而，弗洛姆说，只有一个问题。在那段时间里，世界上没有任何地方有火山喷发的记录。
从那时起，弗洛姆开始做一些调查工作，以确定是否pyroCbs可能是罪魁祸首。他最早联系的人是加拿大气象中心的René servrankx。根据弗洛姆的说法，Servranckx是解释pyroCb的关键，因为他证明了它们有足够的能量将烟雾送入平流层。
利用卫星图像数据和基于激光的激光雷达成像，弗洛姆最终将2001年夏天探测到的平流层中的云与阿尔伯塔省奇索尔姆大火产生的极端烟尘脉冲联系起来，这场大火烧毁了28.7万英亩土地，是有记录以来最热的火灾之一。那次火灾产生的烟火所产生的烟雾不止一次地在全世界范围内扩散。
一位科学家说:“我们已经有了一张精确定位pyroCbs活动地点的地图，它很快就被填满了。”
然后，在2008年7月，弗洛姆和一个由100多名科学家组成的国际小组来到了美国宇航局(nasa)领导的阿尔伯塔省冷湖(Cold Lake)的研究基地，追踪加拿大西部野火产生的烟雾。在一架研究飞机上，他们中的一小群人首次飞行到一个活跃的火积雨云中，以测量上升气流核心。与其他云团的核心环境不同，这片云团产生了完全的黑暗，这多亏了大量的烟雾和小云滴。那天，当弗洛姆飞进一个可疑的火堆时，他在NASA的飞机里闻到了34000英尺高的森林大火的烟雾。它强调了这样一个事实，即森林大火可以将烟雾从对流层(其产生的污染是一个区域性问题)输送到平流层，在那里它成为一个全球性现象。
PyroCb事件似乎正在急剧增加，产生更多的能量，并在以前从未见过的地方喷发。没有人知道pyroCbs的增长率是多少。但毫无疑问，随着全球变暖，它们将更频繁地与我们已经目睹的更大、更热的野火同时发生。
2008年7月，阿拉斯加中部发生野火。在美国，每年大约有690万英亩的土地被野火烧毁，这几乎是上世纪90年代平均面积的两倍。BLM阿拉斯加消防局。
自本世纪初以来，美国每年平均发生73,200起野火，烧毁约690万英亩土地。这几乎是上世纪90年代每年烧毁330万英亩土地的两倍。
Fromm说:“象征性地说，我们有一个精确定位pyroCbs事件位置的地图。”“这里很快就被填满了。也许我们更善于发现它们，但我认为它们正在增加。”
研究人员表示，他们目前记录的北美西部平均每年发生25起单火燃烧事件。Fromm表示，未来需要注意的是，如果我们看到更多类似于2017年的pyroCb事件，会发生什么，这些事件比之前的pyroCb极端活动基准高出一个数量级。一个火山团可能不具备一次重大火山喷发对天气和气候变化的能力，但一年中发生的几个火山团可能具备这种能力。
Fromm说道:“PyroCbs并不属于Pinatubo范畴。“但需要考虑的是，火山是偶尔发生的。PyroCbs每年都会发生。”
