随着野火和热浪给美国西部带来压力，人们对干旱的担忧正在上升：干燥的土地更容易燃烧，而雨水可以帮助平息已经肆虐的大火。但野火烟雾可能会阻止这场必不可少的降雨。
一项新研究发现，野火烟雾中的微小颗粒会影响云中液滴的形成方式，这可能会导致降雨减少并加剧引发火灾的干燥条件。
当野火将烟雾送入大气层时，微小的颗粒会随之飞扬。水滴可以凝结在云中的粒子上。
该研究的作者预计，由于野火，云中形成的水滴数量会增加，因为更多的颗粒会产生更多的水滴。但烟雾云和干净云之间的差异比预期的要大，烟雾中的水滴数量是干净云的五倍。烟雾状液滴的大小也只有原始液滴的一半。
这种大小差异可以阻止滴落。由于小液滴不太可能增长，并最终落在了雨，在美国西部野火可能意味着在野火季节雨水少，根据发表在杂志上AGU新研究地球物理研究快报，该公司出版的高影响，短期格式报告的直接影响跨越所有地球和空间科学。
西北研究协会和斯克里普斯海洋研究所的大气科学家、主要作者辛西娅·托西 (Cynthia Twohy) 说：“我们惊讶于这些主要是有机颗粒在形成云滴方面的效率以及它们对云的微观物理学产生的巨大影响。”“我开始思考，'这有什么长期影响?我们有干旱，我们有很多野火，而且随着时间的推移它们在增加。云如何影响这张照片?'”
Twohy 和一个大气化学家团队在 2018 年夏天在 C-130 Hercules 研究飞机上对中空高积云进行了采样，同时飞机上燃烧的美国西部仪器测量了野火释放的气体和颗粒，并采样了液滴，其化学成分 Twohy 在实验室中进行了分析。
这项工作提供了对与野火有关的云的微物理和化学的直接新见解，可以帮助科学家了解野火期间大气变化的潜在原因和影响。
烟雾缭绕的复杂性
在到达大气层高处的云中，添加更多粒子可以使云充满活力并导致下雨，但对于像 Twohy 研究的那些低海拔积云，情况恰恰相反。与本研究无关的先前工作发现，与亚马逊地区烟雾相关的液滴大小和浓度发生了类似的变化，支持了新发现。
从 C-130 研究飞机上观察，2018 年 8 月爱达荷州东部 Kiawah-Rabbit Foot 火灾产生的浓烟笼罩着一层薄薄的积云。图片来源：Emily V. Fischer
“这篇论文真正让我兴奋的是它与水文循环的联系，”加州大学欧文分校的大气化学家安玛丽卡尔顿说，他没有参与这项新研究。“他们观察到云滴大小和降水的差异，云的形成肯定会影响水文循环。根据我的经验，与云相关的发现如此可靠是有点不寻常的。”
云微物理学是复杂的，Twohy 指出，要考虑雾状云对区域气候的整体影响，除了液滴大小之外，还有其他因素需要考虑。这项新研究的重点是小型积云，夏季覆盖美国西部约四分之一的地区，但其他类型的云，如高空雷暴，可能会有不同的表现。在较浅的云层中，数量越多、体积越小的水滴也可能更具反射性，这可能会在表面产生轻微的冷却效果。
随着该地区夏季降雨量减少，Twohy 认为干燥效应正在战胜可能增加降雨的因素，例如云量增加。
“在过去的几十年里，夏季降水减少，温度升高。云效应可能是这一切的重要组成部分。我希望这些结果将刺激详细的区域建模研究，帮助我们了解烟雾的净影响关于该地区的云和气候，” Twohy 说。
如果野火烟雾使下雨的可能性降低，那么未来烟雾、干旱和更多野火之间的反馈可能会更加普遍。云微物理学是复杂的，所以这些关系弄清楚可能只是时间问题。无论如何，将野火烟雾与云层变化和暂时性降水联系起来，Twohy 的新研究推动大气物理和化学赶上气候变化。
卡尔顿说：“由于人类扰乱了大气的成分，因此我们甚至不知道所有这些反馈和相互作用。”“我们在地球上进行的这个实验正在改变云和水循环，至少在区域上是这样。我认为这篇论文触及了我们不知道的表面。”
