自 1 月 7 日起，美国加利福尼亚州洛杉矶多地连续突发山火并持续肆虐。1 月 18 日，中新社引美国媒体报道，此次洛杉矶野火死亡人数已升至 27 人，仍有 18 人失踪，超过 1 万栋房屋损毁。
央视新闻的报道
事实上，加利福尼亚州一直是山火高发地区。例如 2017 年加州三地大火同时发生，烟云遮天蔽日。
摄于 2017 年 12 月 5 日的卫星图，红框部分是山火所形成的烟雾
今天我们就从气象与气候条件——尤其当地冬季常见、造成本次山火快速蔓延的圣安娜风（Santa Ana Winds）入手，分析今年山火形成的原因之一。
山林杀手——“焚风”
提及造成山火的风，人们往往最容易想到焚风。焚风是音意兼顾地翻译自德语 F?hn，最初是指一种常在冬春季阿尔卑斯山北麓出现的极度干暖的大风。
如“焚风”的字面意思，它可能造成森林和农作物倒伏、干枯，山区积雪快速融化导致雪崩、融雪洪水，如果遇到自然或人为的初始火源还可能迅速蔓延形成严重火情。后来，这逐渐泛指全球各地山区在迎风坡形成雨雪过后，于背风坡出现的类似的极度干燥、暖热的强风天气。
焚风的形成原理
所以可以看出，焚风的干暖特征来自两部分：一是从高海拔山顶下沉至背风坡山麓时，空气大幅度下沉压缩的增暖；二是最初的风携带大量水汽在迎风坡抬升凝结后，水汽释放的热量被一并带向背风坡，这部分额外的热量也是让风变暖的重要原因。
洛杉矶常年山火的元凶——圣安娜风
而这次助推美国加利福尼亚南部山火发展的“圣安娜风”，有部分类似焚风的原理，但不尽相同。
具体而言，每年冬季，当北美中西部落基山区/大平原等地出现寒潮时，会给西侧加利福尼亚等地带来明显的东北风。
起初这些东北风寒冷的同时并非特别干燥；但当它们从海拔较高的落基山区翻山下沉到加利福尼亚南部的太平洋海岸时，在一些山口区域，会因为地形的狭管效应风力更大，同时持续的（绝热压缩）下沉而温度骤然上升，同时本已有的水汽也在这一过程中散失而更加干燥，形成持续数日的极度干暖的偏北风/东北大风。
这个风经过的山谷当中，有一个名为圣塔安娜（Santa Ana）山谷，因此这个干热的下沉风，被称作圣安娜风。
圣安娜风示意
由于这股风非常强劲、干暖，一旦有自然或人为的火源（如枯枝落叶发酵、静电火花、闪电、人为失控火源等），在这样的风影响下很容易急速蔓延，形成严重山火。
由此可见，圣安娜风相比典型的焚风，它初始并非携带有大量水汽的湿润气流，并没有依靠水汽凝结释放的热量增暖，而主要依靠海拔落差间的下沉压缩增温变得干暖，因而只有焚风的部分特征；通常这种干暖风也称作“下坡风”。
圣安娜风的下沉和增暖示意图。图片来源：美国国家海洋与大气管理局-风暴预测中心
而这次正是这样的形势。在大约 1500 米高度的低空风可以看出，当地正在显著的偏北风控制下且湿度很低，正是被东北侧落基山区的冷空气所驱动并扑向南加州沿海。这些从高海拔地区倾泻而落的干暖强风，正是导致初始火情迅速蔓延的重要原因。
1 月 8 日约 1500 米高度的风场图。红圈即覆盖洛杉矶和周边的强劲偏北风，在地面形成了强烈的圣安娜风。图片来源：earth.nullschool.net
异常的气候助推这次大火发展
当然除了天气过程外，一些背景气候因素也值得关注。2024 年加利福尼亚州南部经历了非常显著的年初异常湿润到年末异常干旱的转换。年初的异常湿润让草木过于迅猛生长，而随后 10-12 月的异常干旱（降水量普遍偏少 80%以上）让它们明显干枯，导致先前大量植被凋枯并变成易燃物，成为山火更强烈蔓延的原因。
这样的急剧湿润-干旱转折，在短期气候上与 2024 年处于厄尔尼诺状态向拉尼娜状态转换有关；但长期气候变化下，更加极端、频繁的干旱、热浪，与·干湿间急剧转折的现象，同样值得关注。
本次山火最严重区域之一——帕里萨德附近气象站 2024 全年降水变化（实线曲线）和 1991-2020 年平均降水（虚线）。可以看见当地出现显著的从湿润向干旱的急剧转折
就目前的气象条件看，短期内当地风力明显减弱，但随后 1 月 20 日前后，落基山区又将有冷空气大举南下，会形成东南侧墨西哥境内的切断低涡还将维持 1-2 天，这导致较强劲的偏北干燥大风仍将在这 1-2 天内维持；随后随着切断低涡缓慢东移减弱，这样的强风也方才逐渐减弱，但会有一个较明显风的转向，这可能让火势蔓延到更多区域。洛杉矶当地仍然需要高度关注后续气象形势和预警。
我国存在相关的风险吗？
我国存在焚风和类似圣安娜风的下坡风吗？焚风在特定天气形势下也存在，但不算多见；而类似于圣安娜风的下坡风相对多见。
从前文介绍的焚风两大成因——下沉增温和水汽凝结释放热量看，我国地形呈现自青藏高原、总体自西向东逐渐降低的三级阶梯，因而从下沉增温角度考虑，是风自西向东到东侧海拔更低的背风坡时，增温幅度更大。但从水汽凝结释放热量的角度恰恰相反——我国是东侧、南侧面向海洋，往往是偏东风、南风携带较多水汽。此时山脉东麓、南麓成为迎风坡，只有到西侧、北侧背风坡才会携带水汽凝结释放的热量。
两个“相反”的因素让我国大陆地区真正的焚风不多见。不过虽然焚风少见，但类似于圣安娜风的下坡风却很常见。每年从 10 月到次年 6 月，我国华北、东北等地因为冷空气（秋冬春季）或高空暖脊（春季-初夏）出现较强西北风时，风从大兴安岭、太行山等山脉的西坡（或燕山、阴山的北坡）向东坡（南坡）翻越，也会因为背风坡更低的海拔（下降高度更大），出现显著的下坡风。
这让冷空气过境时，太行山东麓往往气温还会有明显上升；如果出现在 5-6 月小麦即将成熟或收获季节，干热风往往可能导致小麦倒伏干枯影响收获，也是需要预防的农业灾害。
此外，在青藏高原东部横断山区等地的高山深谷间，也存在特定天气条件下强风从山顶向谷低急剧下沉增温的下降风现象，这也是导致川西高原、云南、西藏部分区域旱季山火的风险因素之一。
而我国大部分地区当前冬季降水也显著偏少，多地森林火险也较高，同样需要关注防火抗旱的形势。希望大家做好森林防火，避免森林火险发生。
策划制作
作者丨风云梦远 复旦大学 大气与海洋科学系博士生
审核丨信欣 中国气象局高级工程师
