大地，风和火

这一幕经常在南加州上演:干热的风从山上吹来，把一场小小的灌木丛大火吹成了一场真正的大火。圣芭芭拉有自己版本的这种下坡风，人们知道它在日落时在圣伊内兹山脉的南坡达到顶峰，因此被称为“日落者”。

加州大学圣巴巴拉分校地理与地球研究所(ERI)的气象学家莱拉·卡瓦略教授说:“这是我们在沿海城市圣巴巴拉拥有的最重要的火灾天气状况。”“所有影响圣巴巴拉的主要野火都受到了日落的影响。她说，这包括夏尔巴大火、惠蒂尔大火和毁灭性的托马斯大火等。

现在，由于国家科学基金会(NSF)数百万美元的资助，卡瓦略和她的合作者将有一个前所未有的机会来研究这些极端的风。她和同样来自地理学系和ERI的查尔斯·琼斯教授将领导一个由9个机构的科学家组成的团队，从2020年4月1日到5月15日开展一项雄心勃勃的实地活动——“日落风实验”(Sundowner Winds Experiment，简称SWEX)。研究人员还将与圣巴巴拉县消防局和奥斯纳德的国家气象局合作。

圣阿纳斯主导了关于南加州风的讨论，这是有原因的。标志性的风从文图拉一直延伸到下加利福尼亚州。圣安娜风从晚秋到早春最为常见。与此同时，圣芭芭拉的日落可以发生在一年中的任何时候，尽管它们在春天更常见。在夏天，当风从圣伊内兹山(Santa Ynez mountains)上吹下来时，湿度下降，温度升高，为森林大火创造了有利条件，日落时的破坏力尤其大。

科学家们对日落的了解远不如他们对圣阿纳斯的了解。1998年，第一篇关于日落的同行评议论文发表。琼斯说:“相比之下，圣安娜风在20世纪50年代和60年代就开始被研究。更重要的是，圣巴巴拉周围地区的气象站相对较少，所以我们目前对日落风的了解大多来自模型。

理解的机制

任何经历过海岸晨雾的人都会对海岸在天气中扮演的角色有一些直觉。当水从海洋蒸发时，就会形成云。然而，海洋温度保持相当的凉爽和稳定，这就减少了海洋上方空气中的对流量——空气流动和热传导。通常在亚热带北太平洋观测到的高压系统进一步抑制了该地区的对流，导致了南加州特有的晴空。这些现象结合在一起形成了一层相对较冷的空气，正好位于地表之上，经常可以看到离岸不远的雾岸。

卡瓦略说:“日落的有趣之处在于，它与海岸上的海洋边界层以及山谷中的边界层相互作用。”“我们认为，山谷的变暖以及海岸海层的存在，对于解释为什么日落后的日落强度会增强，而在日出前会减弱，这一点很重要。”

每天晚上，当山上凉爽的时候，风就会从山上吹下来，但一般来说，这是一种温和的风。只有在气压相差很大的时候，我们才能观测到真正的晚风。日落的人紧抱着沿海的山坡，下山时失去了湿气，温度升高。强风也会像圣马科斯山口一样穿过这些缝隙，形成空气河流，从山上流下来。这种现象受到圣伊内兹山谷、圣伊内兹山和圣拉斐尔山的条件的强烈影响，卡瓦略和琼斯相信，即将到来的斯韦克斯运动将阐明这些动态。

这两位科学家还计划用实际的野外数据来评估他们的模型。研究这些数据将有助于确定模型中不同因素的相对重要性，改善对日落风和火灾天气条件的预测。

这个项目

国家自然科学基金会资助的这个项目已经为这个实验调动了一系列的资源，其中许多是由国家大气研究中心(NCAR)提供的。这些赠款将为另外15座临时气象塔、风廓线仪、云高计和仪器仪表提供资金，这些仪器将通过气球送入高空。该团队还将在定点安装数个激光雷达，以及安装在一辆卡车上，沿着一条主要公路从东向西行驶，以便从更接近地面的地方进行测量。这些仪器将有助于了解日落之前、期间和之后发生了什么。

更重要的是，怀俄明大学的科学家们将把他们的研究飞机“国王航空”带到圣巴巴拉进行这项研究。这架飞机已经装备了大量气象仪器，研究小组计划增加一个激光雷达仪器，这样它就可以扫描海洋边界层的顶部。这架飞机还将测量山脉上空的湍流，以及用来测量风速、温度和湿度的落差无线电探测仪。

这些努力将成为日落事件的特征。研究人员将把这些数据组合成一个4D账户，将日落条件与典型天气进行比较。

卡瓦略和琼斯的最终目标是更好地预测日落风——不仅是它们什么时候会发生，还有它们会如何发展。了解这些风，并提高我们预测它们的能力，对于保护圣巴巴拉社区免受野火的侵袭至关重要。