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設(shè)備與工具來自猶他州森林火災(zāi)的數(shù)據(jù)有望改進用以預(yù)測山火濃煙擴散的模型。
如果一切順利的話，在6月晚些時候，一架直升飛機將會盤旋在猶他州的一片森林茂密的山坡上方，并在那里放火。這么做的目的是清除死亡的針葉樹，為美洲山楊（Populus tremuloides）在這片高海拔的國家森林里重新扎根做準備。但是這次放火也能讓科學(xué)家更好地理解山火。
2018年，加州埃爾西諾湖的消防員正在撲滅山火。這場山火最后燒毀了9300公頃的土地。
隨著火苗和煙霧的上升，一支跨學(xué)科團隊將會用無人機、雷達以及其他設(shè)備追蹤林火是如何在這片900公頃的土地上蔓延的。密歇根理工大學(xué)的山火科學(xué)家Nancy French表示：“我們正在籌備試驗，用不太尋常的方式研究火災(zāi)?！?
這次試驗叫做“火與煙模型評價試驗”（Fire and Smoke Model Evaluation Experiment），它將為研究者提供一次罕有的研究機會，使其能夠觀察大型火災(zāi)從開始到結(jié)束的整個過程。這個試驗也是在北美西部實時搜集山火數(shù)據(jù)的行動的一部分。另外，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）和美國航空航天局（NASA）計劃從7月開始，在該地區(qū)派遣研究飛機飛躍山火上空，搜集煙霧如何上升的數(shù)據(jù)。
這兩項研究的目的都是為了改進山火煙霧走勢預(yù)報，因為居民的住房和健康都受其影響。NOAA地球系統(tǒng)實驗室的大氣化學(xué)家Carsten Warneke 表示：“這將是我們首次如此詳實地記錄森林火災(zāi)?！盬arneke是第二個研究項目的領(lǐng)頭人。
這些研究正當時。2018年，加州山火肆虐，創(chuàng)下了該州最致命的、最大規(guī)模的以及破壞力最強的火災(zāi)記錄。同年，加拿大不列顛哥倫比亞省也爆發(fā)了數(shù)百場山火，使北美西部的大部分地區(qū)遭受了嗆鼻刺眼的濃煙的侵害。那年夏天，美國國家科學(xué)基金會資助的飛機飛躍了20場山火上空，研究了山火煙霧化學(xué)成分隨時間的變化。相關(guān)數(shù)據(jù)還在分析中。
烈火朝天的好奇心
吸入山火煙霧會加重哮喘以及慢性心肺疾病的癥狀，也可能會引發(fā)其他健康問題。華盛頓大學(xué)的森林生態(tài)學(xué)家Susan Prichard表示，過去的幾十年里，氣象學(xué)家已經(jīng)提高了極端天氣預(yù)報的準確性，火災(zāi)科學(xué)家也在努力修正有關(guān)煙霧擴散的預(yù)測模型，以便讓居民做好應(yīng)對。她說：“我們需要理解大火如何隨時間發(fā)生變化，以及它如何與大氣互作，產(chǎn)生煙羽?！?
這就是猶他州試驗背后的動機。雖然放火的將是美國國家森林局的官員，但預(yù)計火勢之大將和天然山火無異。研究者計劃監(jiān)控試驗的每一步，如燃燒的樹木的種類和數(shù)量，以及有多少燃料被燒掉。美國國家森林局的火災(zāi)科學(xué)家、項目領(lǐng)頭人之一Roger Ottmar說：“我們將要收集令人難以置信的數(shù)據(jù)量。”
放在三腳架上的設(shè)備將會拍攝火災(zāi)的過程，并記錄森林燃燒時的溫度。激光和雷達設(shè)備將會跟蹤上升的煙羽的形態(tài)和密度，而無人機將會嘗試沖入煙羽中。已從加拿大森林局退休的火災(zāi)特性研究者 Marty Alexander 說：“毫無疑問，這個試驗雄心勃勃?！鄙鲜兰o90年代末，Alexander曾經(jīng)在加拿大西北地區(qū)主持過一項大型的人為放火實驗，“需要很大的勇氣才能點起火?！?
猶他州的試驗數(shù)據(jù)將有助于煙霧建模，增進研究者對煙羽形成和演變的理解。Warneke表示，對地面燃料的細致記錄將有助于揭示燃燒的燃料數(shù)量和煙霧數(shù)量的關(guān)系。煙霧的數(shù)量以及其中的有毒化學(xué)成分和燃燒的樹木的種類有關(guān)。
這項研究將會成為NOAA/NASA聯(lián)合項目——FIREX-AQ的核心。該項目將調(diào)用2架NOAA的飛機和2架NASA的飛機，其中包括一架道格拉斯DC-8，它們將飛躍美國西部的天然山火以及人為山火區(qū)域的上空。這些飛機會攜帶精密的煙羽成分測量工具。Warneke 說：“我們會測量你能想得到的每一種化學(xué)成分?！毖芯繄F隊還將派遣無人機在夜間研究煙霧，因為夜間煙霧的化學(xué)成分會發(fā)生變化，它會降溫下沉，這意味著人們更有可能吸入煙霧。
NASA的道格拉斯DC-8會一直待命到8月，屆時猶他的團隊預(yù)計將再次點燃這片國家森林。這架飛機將飛躍火災(zāi)現(xiàn)場上空，并進行實時測量，為地面的諸多研究團隊帶來“天眼”。
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