自1月7日起，美國加利福尼亞州洛杉磯多地連續(xù)突發(fā)山火并持續(xù)肆虐。1月18日，中新社引美國媒體報道，此次洛杉磯野火死亡人數已升至27人，仍有18人失蹤，超過1萬棟房屋損毀。

央視新聞的報道

事實上，加利福尼亞州一直是山火高發(fā)地區(qū)。例如2017年加州三地大火同時發(fā)生，煙云遮天蔽日。

攝于2017年12月5日的衛(wèi)星圖，紅框部分是山火所形成的煙霧

今天我們就從氣象與氣候條件——尤其當地冬季常見、造成本次山火快速蔓延的圣安娜風（SantaAnaWinds）入手，分析今年山火形成的原因之一。

山林殺手——“焚風”

提及造成山火的風，人們往往最容易想到焚風。焚風是音意兼顧地翻譯自德語F?hn，最初是指一種常在冬春季阿爾卑斯山北麓出現的極度干暖的大風。

如“焚風”的字面意思，它可能造成森林和農作物倒伏、干枯，山區(qū)積雪快速融化導致雪崩、融雪洪水，如果遇到自然或人為的初始火源還可能迅速蔓延形成嚴重火情。后來，這逐漸泛指全球各地山區(qū)在迎風坡形成雨雪過后，于背風坡出現的類似的極度干燥、暖熱的強風天氣。

焚風的形成原理

所以可以看出，焚風的干暖特征來自兩部分：一是從高海拔山頂下沉至背風坡山麓時，空氣大幅度下沉壓縮的增暖；二是最初的風攜帶大量水汽在迎風坡抬升凝結后，水汽釋放的熱量被一并帶向背風坡，這部分額外的熱量也是讓風變暖的重要原因。

洛杉磯常年山火的元兇——圣安娜風

而這次助推美國加利福尼亞南部山火發(fā)展的“圣安娜風”，有部分類似焚風的原理，但不盡相同。

具體而言，每年冬季，當北美中西部落基山區(qū)/大平原等地出現寒潮時，會給西側加利福尼亞等地帶來明顯的東北風。

起初這些東北風寒冷的同時并非特別干燥；但當它們從海拔較高的落基山區(qū)翻山下沉到加利福尼亞南部的太平洋海岸時，在一些山口區(qū)域，會因為地形的狹管效應風力更大，同時持續(xù)的（絕熱壓縮）下沉而溫度驟然上升，同時本已有的水汽也在這一過程中散失而更加干燥，形成持續(xù)數日的極度干暖的偏北風/東北大風。

這個風經過的山谷當中，有一個名為圣塔安娜（SantaAna）山谷，因此這個干熱的下沉風，被稱作圣安娜風。

圣安娜風示意

由于這股風非常強勁、干暖，一旦有自然或人為的火源（如枯枝落葉發(fā)酵、靜電火花、閃電、人為失控火源等），在這樣的風影響下很容易急速蔓延，形成嚴重山火。

由此可見，圣安娜風相比典型的焚風，它初始并非攜帶有大量水汽的濕潤氣流，并沒有依靠水汽凝結釋放的熱量增暖，而主要依靠海拔落差間的下沉壓縮增溫變得干暖，因而只有焚風的部分特征；通常這種干暖風也稱作“下坡風”。

圣安娜風的下沉和增暖示意圖。圖片來源：美國國家海洋與大氣管理局-風暴預測中心

而這次正是這樣的形勢。在大約1500米高度的低空風可以看出，當地正在顯著的偏北風控制下且濕度很低，正是被東北側落基山區(qū)的冷空氣所驅動并撲向南加州沿海。這些從高海拔地區(qū)傾瀉而落的干暖強風，正是導致初始火情迅速蔓延的重要原因。

1月8日約1500米高度的風場圖。紅圈即覆蓋洛杉磯和周邊的強勁偏北風，在地面形成了強烈的圣安娜風。圖片來源：earth.nullschool.net

異常的氣候

助推這次大火發(fā)展

當然除了天氣過程外，一些背景氣候因素也值得關注。2024年加利福尼亞州南部經歷了非常顯著的年初異常濕潤到年末異常干旱的轉換。年初的異常濕潤讓草木過于迅猛生長，而隨后10-12月的異常干旱（降水量普遍偏少80%以上）讓它們明顯干枯，導致先前大量植被凋枯并變成易燃物，成為山火更強烈蔓延的原因。

這樣的急劇濕潤-干旱轉折，在短期氣候上與2024年處于厄爾尼諾狀態(tài)向拉尼娜狀態(tài)轉換有關；但長期氣候變化下，更加極端、頻繁的干旱、熱浪，與·干濕間急劇轉折的現象，同樣值得關注。

本次山火最嚴重區(qū)域之一——帕里薩德附近氣象站2024全年降水變化（實線曲線）和1991-2020年平均降水（虛線）?？梢钥匆姰數爻霈F顯著的從濕潤向干旱的急劇轉折

就目前的氣象條件看，短期內當地風力明顯減弱，但隨后1月20日前后，落基山區(qū)又將有冷空氣大舉南下，會形成東南側墨西哥境內的切斷低渦還將維持1-2天，這導致較強勁的偏北干燥大風仍將在這1-2天內維持；隨后隨著切斷低渦緩慢東移減弱，這樣的強風也方才逐漸減弱，但會有一個較明顯風的轉向，這可能讓火勢蔓延到更多區(qū)域。洛杉磯當地仍然需要高度關注后續(xù)氣象形勢和預警。

我國存在相關的風險嗎？

我國存在焚風和類似圣安娜風的下坡風嗎？焚風在特定天氣形勢下也存在，但不算多見；而類似于圣安娜風的下坡風相對多見。

從前文介紹的焚風兩大成因——下沉增溫和水汽凝結釋放熱量看，我國地形呈現自青藏高原、總體自西向東逐漸降低的三級階梯，因而從下沉增溫角度考慮，是風自西向東到東側海拔更低的背風坡時，增溫幅度更大。但從水汽凝結釋放熱量的角度恰恰相反——我國是東側、南側面向海洋，往往是偏東風、南風攜帶較多水汽。此時山脈東麓、南麓成為迎風坡，只有到西側、北側背風坡才會攜帶水汽凝結釋放的熱量。

兩個“相反”的因素讓我國大陸地區(qū)真正的焚風不多見。不過雖然焚風少見，但類似于圣安娜風的下坡風卻很常見。每年從10月到次年6月，我國華北、東北等地因為冷空氣（秋冬春季）或高空暖脊（春季-初夏）出現較強西北風時，風從大興安嶺、太行山等山脈的西坡（或燕山、陰山的北坡）向東坡（南坡）翻越，也會因為背風坡更低的海拔（下降高度更大），出現顯著的下坡風。

這讓冷空氣過境時，太行山東麓往往氣溫還會有明顯上升；如果出現在5-6月小麥即將成熟或收獲季節(jié)，干熱風往往可能導致小麥倒伏干枯影響收獲，也是需要預防的農業(yè)災害。

此外，在青藏高原東部橫斷山區(qū)等地的高山深谷間，也存在特定天氣條件下強風從山頂向谷低急劇下沉增溫的下降風現象，這也是導致川西高原、云南、西藏部分區(qū)域旱季山火的風險因素之一。

中央氣象臺1月21日公布的我國近30天降水距平百分率圖，可以看出，我國今年冬季十分干旱。

而我國大部分地區(qū)當前冬季降水也顯著偏少，多地森林火險也較高，同樣需要關注防火抗旱的形勢。希望大家做好森林防火，避免森林火險發(fā)生。

策劃制作

作者丨風云夢遠 復旦大學大氣與海洋科學系博士生

審核丨信欣 中國氣象局高級工程師