大的野火可以将浓烟卷到巨大的高度。这些高耸的云，称为火积雨云或 pyroCbs，是在野火的高温引发巨大的雷暴时产生的，雷暴将烟雾带入地表上方五到七英里的平流层。

2019年8月8日，华盛顿州东北部的威廉姆斯平原大火产生了一团火云，将烟雾注入平流层。美国国家航空航天局的一架飞机飞进来进行调查。资料来源：David Peterson，NRL

2017 年，美国一项研究偏远海洋大气的空降任务与太平洋西北部一次巨大的 pyroCb 事件产生的烟雾相交。烟雾非常普遍，以至于全球的遥感仪器对其进行了八个多月的监测。测量结果表明，它和当年北半球的其他几起 pyroCb 事件主导了黑碳和有机碳对平流层低层的贡献，超过了车辆、工业、供暖、烹饪和农田开垦的人类排放。最终效果是让地球降温。

 

“火灾引发的雷暴越来越大，越来越频繁——见证了 2017 年、2019 年和 2020 年的破纪录事件，”领导这项研究的美国国家海洋和大气管理局的研究合著者约书亚施瓦茨说。“他们最近对平流层的影响令人印象深刻。”

 

“我们知道大火会释放出大量气溶胶。但我们没有意识到这些气溶胶可以喷射到如此高的大气层中，”大气化学家和该研究的合著者、哥伦比亚气候学院 Lamont 的 Roísín Commane 说。多尔蒂地球观测站。Commane 在海洋上空执行长途飞行任务，捕获有关气溶胶的数据。

 

科学家们有兴趣了解更多有关 pyroCb 的信息，因为它们的烟雾在大气中停留的时间比典型火灾产生的时间更长。该研究还应提供有关火山、航空或未来潜在的太阳能地球工程工作产生的气溶胶行为的见解。

 

到目前为止，对这些巨大云层的关键测量非常有限，因为它们具有高度偶发性，而且在短时间内让科学仪器空降并进入烟雾中存在后勤挑战。因此，人们对这些事件产生的烟雾的分布和持续时间以及对气候和平流层气溶胶化学（包括臭氧层）的总体影响知之甚少。

 

该研究的一个令人惊讶的发现是在野火产生的固体黑碳颗粒上发现了一层极厚的其他化学物质涂层。哥伦比亚大学数据科学的研究合著者 Kara Lamb 说，科学家们不太确定这种粘稠的涂层是如何形成的，但它似乎是由有机气溶胶和气体组成的，当烟雾在大气中迅速上升和冷却时，这些气溶胶和气体会凝结在颗粒上研究所。

 

最近的一次空降任务提供了对华盛顿州东北部 2019 年威廉姆斯弗莱茨大火持续数小时的 pyroCb 烟雾的直接采样。对那场火灾中的黑碳进行的分析让研究人员对从 2017 年烟雾中得出的结论更有信心。

 

黑碳颗粒上的厚涂层，连同它们的大小和质量，是 pyroCb 烟雾的一个非常稳定的特征，研究人员意识到可以用来在平流层下部“指纹”这些颗粒。使用这些指纹，他们重新检查了 2006 年以来总共 12 个先前机载任务数据集的数据，以估计 pyroCb 对平流层低层对近期气候的长期影响。

 

他们发现，即使在 2020 年开始的更活跃的火灾季节之前，火炭相对较少的那些年，烟雾的影响也很大，在过去十年中，烟雾占平流层下层 所有平流层黑碳和有机碳的大约 20% 。

 

“这给了我们一个合理的估计，代表事情真正开始亮起之前的时期，”施瓦茨说。“我们现在认识到 pyroCbs 对平流层的长期影响。这不仅是一个重要的信号，而且是一种需要考虑的稳态影响。”

编辑：澜澜

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