野火在加利福尼亚州已燃烧了数周之久，随着不同火的融合，其中一些变得越来越大。其中之一就是8月复杂火灾，据报道，该火灾始于8月17日在加利福尼亚北部发生的37次雷击，至今仍在燃烧。

八月份的大火以及本火季的其他大火已经向森林大气中散发出深远的野火烟雾，这使加利福尼亚州乃至其他地区的空气质量恶化。预测烟雾将流向何处以及顺风对空气有多恶劣是一个挑战，但是对地观测卫星可以提供帮助。其中包括NASA的Terra和CALIPSO卫星，以及NASA-国家海洋与大气协会(NOAA)Suomi NPP联合卫星。这些卫星上的仪器一起提供了随时间变化的烟雾信息，可以帮助改善空气质量预测。

美国国家航空航天局地球科学部高级研究科学家拉尔夫·卡恩(Ralph Kahn)表示：“随着时间的推移，卫星仪器的优势在于可以提供广泛的覆盖范围和一致的测量精度，并且进行观测不会给采集数据的人员带来任何风险。位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心研究气溶胶。卡恩(Kahn)和美国宇航局(NASA)的其他大气科学家从对地观测卫星收集的有关火灾的数据，这些卫星用于改进模型，这些模型预测野火烟雾将如何影响顺风的空气质量。

MISR：从不同角度评估情况

NASA的Terra卫星上的仪器之一是多角度成像光谱仪(MISR)，它具有九个不同角度的，指向地球的摄像机。当Terra在8月31日越过8月复杂大火时，MISR从不同角度收集了烟羽的快照。

科学家们从这些不同的角度来计算顺风烟羽的范围和高度，以及最接近火源的高度，即喷射高度。该信息对于确定烟雾将传播多远至关重要。

卡恩说：“如果向大气中注入更高的烟雾，它往往会在高空停留更长的时间，传播得更远，并且会对环境造成更大的影响，甚至可能会在顺风而下。

8月31日，八月复杂大火产生的最高羽流部分到达了大约2.5英里(4公里)的空气，使其进入大气边界层以上，该边界层是最接近地球表面的大气层。新鲜的烟羽在加州北部门多西诺国家森林附近的燃烧区以东延伸了至少30英里(45公里)。在过去的几天中，这场大火产生的烟雾已经向西传播超过310英里(500公里)，向源头传播以东460英里(750公里)，穿越犹他州并横越太平洋。

MISR仪器还根据粒子如何散射不同角度和波长的光，收集有关烟羽中粒子数量，大小和亮度的信息。这些数据为研究人员提供了有关野火烟气特征的信息，以预测野火烟气将如何移动并影响空气质量。例如，8月31日的“八月复杂大火”所散发的烟羽的南部大部分是由小的深色微粒组成，通常在烈火燃烧时会释放出来。但是，随着羽流顺风而下，这些颗粒变得更大，更亮，这可能是因为火所散发出的水或其他气体凝结在烟雾颗粒上。

MODIS：Wildfire热点快照

各个州的个别野火和大火燃烧，以及它们累积的烟雾，使得很难从太空中看到实际燃烧的热点。但是，NASA Terra卫星上的中等分辨率成像光谱仪(MODIS)可以看到更长波长的不可见光，或者是主动燃烧野火产生的热量所产生的红外辐射。换句话说，通过比较热点发出的较高红外辐射与周围区域发出的较低红外辐射，即使在我们的眼睛看不见时，MODIS有时也可以透过烟雾看到。

当它经过美国西部时，MODIS可以看到宽约1,430英里(2,300公里)的地带(大约是从犹他州中部到太平洋近70英里的距离)，为火灾和烟雾的发生提供了有价值的背景信息美国西部MODIS查明了8月综合大火中的多个火灾热点，截至9月2日，大火已消耗了超过240,000英亩。

卡恩说：“在这种情况下，火灾的范围是巨大的，烟羽可以传播数百甚至数千公里。” “卫星不仅提供背景信息，而且还提供有关不同火之间关系的信息。” 在8月31日经过头顶的过程中，MODIS捕获了8月的复杂大火以及向北，南和东燃烧的其他几场大火和较大的大火。看到大火之间的关系，可以为随后几天可能合并大火提供线索。

CALIPSO和Suomi NPP：看到浓烟

加州野火的烟气吞没了整个州的许多城镇，使天空变成了燃烧的橙色的世界末日阴影。在其他地区，天空则是朦胧的灰色，烟灰飞扬。但是在西海岸的某些地区，天空看起来相对正常-即使空气中有烟尘-因为我们看不到烟尘太少。

那就是NASA的CALIPSO卫星进入的地方。CALIPSO的机载激光束向地球发射一阵激光。当该光撞击到某些东西(例如野火烟羽中的颗粒)时，它会反射回CALIPSO上的传感器。尽管激光太弱，无法造成任何损害，但是即使烟羽太透明以至于他们无法用眼睛看到，烟雾颗粒反射回卫星的光也向科学家传达了很多有关烟雾的信息。当八月复杂大火的烟气被带到西部时，CALIPSO探测到数天之久的烟尘从陆地上方约2.5英里处下降，越过了加利福尼亚海岸线，距海面不到1英里。

CALIPSO可以分辨出云层和烟雾之间的区别，有时通过查看卫星图像很难做到这一点。了解烟雾相对于云的位置可以使研究人员看到云与烟雾之间的相互作用，这可能会影响烟雾的特性和传播。例如，有时云层会吸收并改变烟雾颗粒，甚至在下雨时也可以将其从空气中清除。在其他时候，深色的野火烟雾颗粒会吸收阳光，变暖并加热大气，这可能导致云层蒸发。

NASA的CALIPSO卫星捕获了详细的数据，但是视野狭窄。卫星沿着二维垂直“幕”进行观察，当幕烟从头顶经过时，该幕将烟羽切成薄片，收集有关野火烟气溶胶在大气中的类型和位置的详细测量值。然后，科学家转向Suomi NPP上的三个传感器(统称为“臭氧制图和剖面仪套件”(OMPS))进行研究。这些传感器可以更广泛地了解地球大气中烟尘的状况，这使科学家们可以了解CALIPSO的目标，并根据CALIPSO的数据进行更好的推断。

NASA的地球观测机群中的卫星上的仪器提供了广泛的数据，这些数据是其他任何来源都无法获得的，从而使研究人员可以更好地了解野火烟雾及其对空气质量的影响。在像当前加利福尼亚州一样的野火中，研究火灾的NASA大气科学家与NASA地球科学灾难计划合作，与消防员和公共卫生官员分享他们的发现。NASA灾难计划与当地的地方机构合作，帮助将NASA卫星中的数据传递给最需要的人。

卡恩说：“我们的工作主要有助于改进预测空气质量的模型。” “这是团队的努力，当我们可以提供帮助时，我们当然会这样做。”