Fires

野火 爆炸, ，火焰旋风，高耸的雷暴：当火灾变得足够大和足够热时，它们实际上可以创造自己的天气。 在这些 极端火灾情况, 消防员直接控制火势的普通方法不起作用，山火燃烧失控。消防队员在现场已经看到了许多这样的风险 巨大的公园火灾 2024 年夏季，加利福尼亚州奇科附近发生野火以及其他野火。 但火灾如何创造天气呢？ 卫星图像显示 2024 年 7 月，加利福尼亚州奇科附近的公园火灾如何产生强烈的白色可见的火积雨云羽流。CSU/CIRA 和 NOAA 我是一个 大气科学家 谁使用卫星收集的数据 天气预报模型 更好地预测极端火灾天气现象。卫星数据显示，火灾引发的雷暴比几年前人们意识到的要普遍得多。这就是发生的事情。 野火与天气的联系 想象一下有干草、灌木丛和树木的荒地景观。火花可能来自闪电或树枝撞击电线。如果天气炎热、干燥且多风，火花可能会很快点燃野火。 当植被燃烧时，会释放出大量的热量。这会加热地面附近的空气，并且空气会像热气球一样上升，因为热空气的密度比冷空气小。然后较冷的空气涌入，填补上升空气留下的空隙。 就是这样 野火创造了自己的风模式....

当空气中弥漫着野火烟雾时，医生敦促人们 待在屋子里 避免吸入有害颗粒和气体。但是无法逃离烟雾的树木和其他植物会怎样呢？ 事实证明，他们的反应有点像我们：有些树基本上关上了门窗，屏住呼吸。 作为 大气的 和 化学科学家, ，我们研究野火烟雾和其他污染物的空气质量和生态影响。在一项偶然开始的研究中，烟雾淹没了我们位于科罗拉多州的研究地点，我们能够 实时观看 活松树的叶子如何反应。 植物如何呼吸 植物的叶子表面有毛孔，称为气孔。这些毛孔很像我们的嘴，只不过当我们吸入氧气并呼出二氧化碳时，植物则吸入二氧化碳并呼出氧气。 玉米叶中气孔的高度放大视图。 翁贝托·萨尔瓦宁/Flickr, 抄送 人类和植物都会吸入周围空气中的其他化学物质，并呼出体内产生的化学物质——有些人会呼吸咖啡，有些树会呼吸松树的气味。 然而，与人类不同的是，叶子同时吸气和呼气，不断吸收和释放大气中的气体。 一个多世纪研究的线索 1900 年代初，科学家研究污染严重地区的树木发现，那些长期暴露于燃煤污染的树木 黑色颗粒堵塞叶子毛孔 植物通过它呼吸。他们怀疑这些颗粒中的物质...

野火 爆炸, ，火焰旋风，高耸的雷暴：当火灾变得足够大和足够热时，它们实际上可以创造自己的天气。 在这些 极端火灾情况, 消防员直接控制火势的普通方法不起作用，山火燃烧失控。 但火灾如何创造天气呢？ 卫星图像显示 2024 年 7 月，加利福尼亚州奇科附近的公园火灾如何产生强烈的白色可见的火积雨云羽流。CSU/CIRA 和 NOAA 我是一个 大气科学家 谁使用卫星收集的数据 天气预报模型 更好地预测极端火灾天气现象。卫星数据显示，火灾引发的雷暴比几年前人们意识到的要普遍得多。这就是发生的事情。 野火与天气的联系 想象一下有干草、灌木丛和树木的荒地景观。火花可能来自闪电或树枝撞击电线。如果天气炎热、干燥且多风，火花可能会很快点燃野火。 当植被燃烧时，会释放出大量的热量。这会加热地面附近的空气，并且空气会像热气球一样上升，因为热空气的密度比冷空气小。然后较冷的空气涌入，填补上升空气留下的空隙。 就是这样 野火创造了自己的风型. 随着热量的升高，火灾会产生自己的风型和天气。该插图基于火焰-大气耦合计...

在一个 新发表的研究, ，我们描述了我们的自熄充电电池的设计。它用商用灭火器中的材料取代了最常用的高度易燃的电解质（由锂盐和有机溶剂组成的介质）。 电解质允许携带电荷的锂离子穿过锂离子电池正极和负极端子之间的隔膜。通过修改经济实惠的商业冷却剂作为电池电解质，我们能够生产出一种能够自熄的电池。 我们的电解液在很宽的温度范围内工作良好，从大约负 100 到 175 华氏度（负 75 到 80 摄氏度）。我们在实验室用这种电解液生产的电池可以很好地将热量从电池中转移出去，并有效地扑灭内部火灾。 我们对这些电池进行了钉刺测试，这是评估锂离子电池安全性的常用方法。驾驶一辆 不锈钢钉穿过充电电池 模拟内部短路；如果电池着火，则测试失败。当我们用钉子刺穿充电电池时，它们承受住了冲击而没有着火。 当锂离子电池向设备提供能量时，锂离子（携带电荷的原子）从阳极移动到阴极。充电时离子反向移动。 阿贡国家实验室/Flickr, CC BY-NC-SA 为什么这很重要 从本质上讲，电池的温度在充电和放电时会发生变化，这是由于 内阻 – 电池内部对锂离子流动的阻碍。 室外温度...

创纪录的温暖干燥夏季过后，强风吹过山坡。小火开始蔓延成大火。随着大火蔓延，陷入危机的城镇纷纷逃离。 这可以描述最近发生的任意数量的事件，发生在不同的地方，例如 科罗拉多州, 加利福尼亚州, 加拿大 和 夏威夷. 。但这场火灾发生在 110 多年前，发生在爱达荷州和蒙大拿州的北落基山脉。 这 ”大烧伤1910 年的“火灾”仍然保持着北落基山脉最大火灾季节的记录。数百场火灾在短短两天内烧毁了超过 300 万英亩的土地（大约相当于康涅狄格州的面积）。大火摧毁了城镇，造成 86 人死亡，并激发了致力于扑灭每一场火灾的公共政策。 1910 年火灾发生前，爱达荷州华莱士市的许多居民乘火车逃离。留下来的志愿者拯救了该镇的部分地区，但约有三分之一被烧毁。 右.H.麦凯/美国林务局档案, 抄送 如今，随着气候变暖，像 1910 年那样的火灾季节变得更有可能发生。这 2020年火灾季节 就是一个例子。但从历史的角度来看，像这样的极端火灾季节真的那么不寻常吗？而且，当火灾活动开始超过数千年来的任何一次时（正如研究表明正在南落基山脉发生的那样），森林将会发生什么？ 作为古生态学家...