在我们深入研究加州圣安娜风的四个具体因素背后的科学之前，让我们回顾一下加州的现状和一般的野火灾害风险。
2018年11月加州野火
在新闻和社交媒体上看到大火肆虐的场景令人心碎。此时此刻，2018年11月15日，加州有十几处活跃的野火。社区被严重烧毁，有些甚至连地基都被烧毁了几乎没有建筑还屹立着．数千人已经撤离，60多人失去了生命，一些人步行，一些人被困在逃跑的汽车里;有数百人下落不明家人都很担心他们。Camp Fire现在是加州历史上最致命的火灾．
成千上万的消防员正在努力控制该州的野火。在写这篇文章时，致命的营火目前，位于加州北部奇科市(Chico)附近的“凤凰城”占地14.1万英亩，其中40%的面积被淹没，9700栋住宅和290栋商业建筑被毁。在加利福尼亚南部，有一种伍尔西火目前，洛杉矶和文图拉县的土地面积为98,362英亩，其中62%得到控制，504座被毁(估计)，96座建筑受损。
山火灾害风险
让我们简要回顾一下一般的野火灾害风险。首先，野火可以由自然原因引起，例如照明罢工S或由各种人类活动在荒地城市界面(WUI)，例如当点燃的香烟被扔出去或电力基础设施故障时。电线可能会受到牵连在2018年11月的营火中丧生。根据加州2007年至2016年的数据在美国，大约5%的野火是由电线引起的，大约11%的土地被烧毁。
营火烟雾弥漫北加州部分地区。NOAA-20卫星图像，2018年11月8日晚上8:40。太平洋时间。来源:NESDIS /美国国家海洋和大气管理局
灭火，这已经花费了加州林业和消防部门(CAL Fire)的一笔钱过去五年平均每年5.54亿美元，使更多的植被完整。在许多地方，有更多的植被，也被称为“燃料”，可以为下次火灾燃烧。
在美国西部，植物更易燃比上世纪70年代用的还多一半的植被都干燥了归因于人为造成的气候变化。因此，当火灾发生在美国西部时，它们更有可能燃烧干燥的植被，与20世纪70年代相比，这些植被充当了火药箱，引发了更严重的野火。
不幸的是,当野火会袭击房屋、学校和企业这可能会成为一个危险的局面。不仅仅是火灾现场的建筑处于危险之中。野火产生的烟雾在当地可能是致命的，并会危害公共健康顺风运输．野火烟雾会不成比例地增加健康风险儿童或患有心脏病或肺病者．从1933年到2018年11月，加州最致命的20场野火中，近三分之一发生在2017年和2018年．我们能够而且必须做得更好，保护生命免受危险的野火带来的风险。
圣安娜风
圣安娜加州的风，有时被称为暗黑破坏神旧金山湾区迪亚波罗山下风处的风可以通过干燥植被和煽动火焰，促进野火的点燃和迅速蔓延一旦他们开始。圣安娜风吹干土壤、树木和其他植被，就像干衣机吹干牛仔裤一样。就像高效的烘干机一样，圣安娜风增加了气流和温度，加速了水的蒸发。但这些风并没有留下刚刚蓬松的牛仔裤，而是吸走了水分，导致生态系统燃烧。
圣安娜影响火灾发生在10月至4月之间，与通常发生在6月至9月之间的温暖和干燥季节火灾不同。科学家们发现了圣安娜影响火灾的主要原因加州绝大多数的累积经济损失与其他通常发生在夏季的野火相比。从1990年到2009年，圣安娜影响了火灾传播速度快了三倍，发生在更靠近城市地区的地方，并烧毁了房屋价值更高的地区．在同一时期，其他火灾经常发生在海拔较高的森林中，对植被的年龄更敏感，持续时间更长，占总灭火成本的70%。换句话说，其他火灾发生在偏远的森林里，那里通常有大量成熟的植被，或为持久的野火提供“燃料”。而圣安娜影响的火灾在通常靠近更多人的地区以更快的速度被烧焦。
保护社区免受圣安娜风加剧火灾的因素
圣安娜风之所以得名，是因为它们是自然产生的季节性风，通常在秋季达到峰值。在加州，这个季节将典型的炎热干燥的夏季从典型的多雨冬季过渡到夏季。加州在湿润年份和干燥年份之间波动干旱年份的流行率超过了湿润年份．干旱年份增加了土壤干燥和植被干燥的风险，这为野火提供了现成的燃料。当这些条件与圣安娜风同时发生时，它们会影响野火的严重程度。有四个因素影响加州秋冬季节的风的严重程度，值得及时有效地监测和提供对处于危险中的公众的警告．
因素1:北美西部高海拔盆地和太平洋海岸之间的压力差
在秋季，一个典型的天气模式可以建立，有利于圣安娜风的发生。一个北美洲西部以高压型为主，太平洋上空以低压型为主．因此，主要的气流来自内陆盆地，比如内华达，流向太平洋。当这个天气模式确定，密切关注查阅当地气象报告和火灾警报。这种天气模式类似于打开干衣机。
2003年10月25日的700 hpascal高度异常，圣迭戈附近雪松火灾的点火日期。资料来源:Westerling等人，2004年EOS
因素二:温度
由于美国西部的秋季天气，空气开始时温度很低。空气遇到加州的山脉，穿过高海拔的山口，向下倾斜。由于流经狭窄峡谷的空气收缩，以及较低海拔地区较高的大气压力，空气被压缩(见图)。空气中的分子现在靠得更近，相互碰撞，并具有“更高的动能”。因此当一团空气被压缩时，它的温度就会升高．这类似于将干衣机的温度设置为温暖或炎热。
因素3:空气干燥程度
红色柱表示大气压力。海平面的大气压比山顶的大气压高。资料来源:NASA GISS
圣安娜风变得在下坡的过程中变得更干燥．为什么会发生这种情况?在低温下开始的空气包裹含有少量的水蒸气。如果相同的空气团变暖，如上文所述，它现在可以容纳更多的水蒸气，因此相对湿度下降。换句话说，对于相同数量的水蒸气，冷空气的相对湿度比暖空气高。因此，圣安娜风变得更加干燥，并会增加在干旱年份或夏季结束时已经非常干燥的植被的失水。这就像把烘干机的自动干燥水平从不太干调到更干。
因素4:风速
另一个后果是，当流经加州沿海山脉的空气在狭窄的山口受到限制，然后流经峡谷。在穿过狭窄的山地地形之前，这种收缩使风速增加到初始风速之上。类似于将干衣机的循环从“精致”转向“重型”。圣安娜的风速是40-60公里/小时(25-37英里/小时)或在极端情况下超过100公里/小时(62英里/小时)．要逃离这样的风，或与同时逃离的邻居一起沿着峡谷公路行驶，可能是极其困难的。这样的风可以帮助火灾迅速蔓延，迅速蔓延并变得致命。
圣安娜风是自然的季节性现象。科学家们正在研究气候变化的后果，以及变暖的背景条件如何与上述四个因素相互作用。这些发现有可能更好地为面临圣安娜风影响野火风险的人群和急救人员提供预警。