最近這兩年,對於地球的森林似乎不太友好。不論是去年的亞馬遜雨林大火,還是跨年的澳洲山火,抑或是隔三差五就要上新聞的美國加州山火,都牽動著無數人的心。
山火本身就足夠震人心魄了,但伴隨著山火的,總會有一些其他駭人聽聞的恐怖現象,比如雷暴和火龍捲。就在前不久的8月19日,美國加州山火肆虐期間,罕見的火龍捲現象再次出現。火焰就像是被魔法操控了一樣,打著旋兒衝向天際,讓人觸目驚心。
無獨有偶,在去年的華盛頓山火中,同樣有火焰被狂風裹挾到空中,形成了恐怖的火龍捲。山火加上火龍捲,儼然一副災難片裡世界末日的場景。
這些場景都叫人不禁感嘆:命運無常,禍不單行,大自然總是一次性地反覆敲擊著人類脆弱的心靈。
不過,科學家們還是選擇從科學的角度來分析這些現象。結果他們發現,所謂的禍不單行,未必只是巧合。不論是火龍捲還是可能出現的雷暴,其產生原因竟然都與山火有著密不可分的關係。與其說是其他惡劣天氣現象來助紂為虐,不如說是山火將它們帶在了身邊。那麼,山火到底是怎樣引起雷暴和火龍捲的呢?
首先我們要知道,這些山火是怎樣爆發起來的。
大家上中學的時候就學過,物質燃燒有三大要素:可燃物、燃點和助燃物。
助燃物無處不在,那就是大氣中的氧氣,這是不可避免的。在這些山區,可燃物也是隨處可見的,那就是樹木等植物。尤其是,如果天氣非常乾燥的話,這些植物就更加易燃,而且燃燒和傳播的速度也會更快。三大因素中唯一不確定會存在的,就是燃點了。
給山火提供燃點的因素有很多,比如一次雷擊就可以將這些植物引燃。但更重要的,是人為因素,這是導致山火的最重要原因之一。它有可能來自於人類一些設備的電路,也可能是自以為已經熄滅了的菸頭,都有可能引發山火。因此,大家如果出行到了植物茂盛的地方,千萬要記得控制這些火源。
以這一次加州山火為例,冬天的溼潤讓野草獲得了絕佳的生長機會,覆蓋在漫山遍野。而到了今年夏季,酷熱又乾旱的天氣讓它們失去了大量的水分,並且死亡,留下了大量易燃物。
這時候,颱風依利達登場了,它的出現給北部地區帶來了雷暴天氣。按說雷暴也會伴隨著降雨,會增加空氣溼度。但是由於天氣過於乾旱,有些雨水還沒落下就蒸發了。於是,光打雷不下雨的天氣成為了壓死駱駝的最後一根稻草,乾燥的雷暴點燃了這些野草,再加上颱風的餘威,導致山火迅速引燃並蔓延。
我們有句老話叫做水火不相容,但是在山火面前,情況就不一樣了。
瘋狂的野火會導致更強的空氣對流出現,被山火加熱的高溫氣體裹挾著水蒸氣和氣溶膠向高空上升。和它們一起被卷到空中的,還有少量的土壤、野草等物質,這些物質升到高空之後,就會凝結起來。
帶有湍羽流的山火可以形成一種積雲結構,也就是火積雲。這些火積雲中有強烈的上升氣流,再加上升到高空的冷凝物,就會導致天氣的變化。
首先,空氣在地面附近被迅速吸入到火焰的中心,這會給前來救火的消防員帶來巨大的挑戰。
還有更嚴重的情況,那就是一些火積雲可以上升到9000米的高空,並且產生閃電。而這樣的閃電還有可能形成滾雪球效應,再點燃其他的區域。2009年的時候,澳大利亞發生了一場被稱為「黑色星期六」的叢林大火,有證據表明,在這次叢林大火中,就有火積雲的閃電引發了新的火災。
那麼,山火中的火龍捲又是從何而來呢?
其實,火龍捲的產生也有著類似的原因,也和火積雲有著密切的關係。在強風的環境下,山火產生的巨大熱量就會產生漩渦。
科學家解釋,這就有點類似於一條河流經一片窪地,不同部分的不同流速就會導致漩渦的產生。同樣的,山火燃燒的過程中,火焰的熱量自然會產生低壓區,而一旦有強風吹過,漩渦就形成了。這些漩渦不僅裹挾著灰燼和煙霧,還會攜帶著火焰,因此具有極強的破壞性。
2018年加州的卡爾大火中,就有火龍捲的出現,當時其風速達到了驚人的230公裡/小時,在加利福尼亞州雷丁的部分地區造成了巨大的破壞。
而且,這些火龍捲還會將更多富氧空氣帶到高空之中,這會讓火災更加嚴重。而且,火燒得越旺,就越有可能出現更強大的上升氣流和更兇猛的漩渦。
從上面的分析可以看出來,不論是雷暴還是火龍捲,其出現都與山火有著密切的關係,而且彼此之間狼狽為奸,互相推波助瀾。因此,如何減少山火的發生,才是最至關重要的一點。
研究表明:雖然山火屬於自然現象,但是其頻率的增加與人類活動有著密不可分的聯繫。正是人類帶來的氣候變化,使得山火越來越頻發。
8月20日發表的一項研究成果指出:以美國加州山火為例,和20世紀80年代相比,如今秋季的加州山火這種極端現象出現的天數增加了一倍還多。與此同時,在這40年的時間裡,同樣上升的還有氣溫,今天的平均氣溫比40年前高了1.8度,而秋季降水卻減少了30%。持續的高溫使得植物的鎖水能力下降,變得比以往更加乾燥,因此也更加易燃。
另一項研究表明,這樣的乾旱和高溫所帶來的危害,還會在氣候變化和大氣環流模式改變的大背景下更加變本加厲,更加提升了山火發生的概率。在這裡,我們還沒有討論人類直接導致山火的案例。
山火會燒毀大片的森林,導致能夠吸收二氧化碳、製造氧氣的植物大量減少,進一步加劇溫室效應。同樣的,這也是陷入了一種惡性循環。
不論是山火還是全球變暖,說到底其實是同一件事,二者都到達了刻不容緩的程度。森林可以在被燒毀後重新發芽,雷暴和火龍捲也會停歇。但是,在這些災難中喪生的動物乃至人類,可是再也回不來了……