来自科罗拉多州历史上最具破坏性的野火对烟雾和灰烬的天气雷达观察

卡梅隆峰野火于2020年8月13日在科罗拉多州柯林斯堡以西的拉里默县开始。2020年12月2日，美国森林服务局宣布大火100％遏制。在燃烧的112天内，大火成为科罗拉多州历史上最大的野火，燃烧了208,913英亩，同时损坏或破坏了468个结构。根据2021年1月发布的Larimer County评估员的报告，据估计，由于大火造成的货币损失略高于630万美元。

即使是天气雷达，也可以检测到野火产生的相对较少的烟雾和灰烬

双极化雷达的性质和操作特征使它们特别能够在各种条件下（从晴朗到多云的天空，镇定到大风条件，干到潮湿，在白天或晚上，都可以在各种条件下检测烟雾和灰烬。

从8月14日至2020年8月15日，收集了卡梅隆峰野火和周围降水量的数据Vaisala WRM200 C波段双极化天气雷达。左面板显示反射率，中心面板显示了水平和垂直极化信号之间的互相关比（或相关系数），右面板显示了使用VAISALA的HydroClass的水合物分类。

提供的数据显示了具有双偏振能力的天气雷达的好处。尽管野火烟雾和灰分产生的反射率值与降水产生的反射率值相似，但相关系数在两种类型的颗粒之间提供了明显的区分。反射率测量大气中颗粒的密度。这直接转化为降水的强度以及烟雾和灰烬的厚度。相关系数测量大气中颗粒形状的均匀性。落下的雨滴的形状比烟雾和灰烬更均匀，烟雾和灰烬是随机的，当它们掉落或在大气中漂移时。在相关系数数据中清楚地看到了这种差异，其中烟雾和灰的相关系数在系统上低于降水量。这允许在野火烟雾和灰分和降水之间进行可靠的类型歧视。在确定观察到的水星类型时，Vaisala的Hydroclass使用相关系数。

这些对野火烟雾和灰烬的雷达观察还显示了应急管理人员，消防员，消防飞机的飞行员以及附近地区的居民，以获取有关野火启动和行为的新信息，这可能还会改善消防和疏散行动。更具体地说，这些数据可能以以下方式使用：

• 检测烟雾和灰分排放，以帮助在开始后不久就可以精确定位野火。
• 预测野火的进化，包括盛行的风向，速度和预计增长的影响。
• 预测烟雾和灰烬的深度和位置，以创建空中交通和/或降解空气质量的警报。
• 预测火灾上方和周围的天气条件，以便在地面和空中更有效，更安全的消防。
• 通过更好的初始状态估计当前位置和浓度水平，改善了细颗粒物和黑碳的环境建模和黑色碳。

未来的研究可以应用于其他位置，天气雷达，最终通过雷达辅助野火烟雾和灰烬的监测可能会在世界各地的未来野火期间挽救生命和财产。

阅读有关该主题的更多信息埃文·鲁赞斯基（Evan Ruzanski）在2021年春季《气象技术国际杂志》上发表的文章。

图片：来自美国科罗拉多州洛夫兰湖的卡梅隆峰野火星空的创意/ shutterstock。