شاخص هوای گرم-خشک-بادی

شاخص هوای گرم-خشک-بادی (انگلیسی: Hot-Dry-Windy Index؛ به اختصار HDW یا گاهی HDWI) یک شاخص هوای آتش‌سوزی است که در ایالات متحده توسط پیش‌بینی‌کنندگان و مدیران آتش‌سوزی‌های غیرمترقبه برای شناسایی روزهایی که شرایط جوی احتمالاً کنترل آتش‌سوزی جنگل را دشوارتر می‌کند، به کار می‌رود. این شاخص سه متغیری را که تحلیل‌گران رفتار آتش مدت‌هاست آن‌ها را در گسترش آتش تعیین‌کننده می‌دانند، گرما، خشکی و باد را در یک مقدار عددی واحد ترکیب می‌کند. HDW نخستین‌بار در سال ۲۰۱۸ در مقاله‌ای در نشریهٔ Atmosphere توسط گروهی از هواشناسان دانشگاه ایالتی سنت کلود و سازمان جنگل‌داری ایالات متحده آمریکا معرفی شد.^[۱] این شاخص به‌عنوان جایگزینی مبتنی بر اصول فیزیکی برای شاخص هینزِ قدیمی‌تر توسعه یافت؛ شاخصی که از سال ۱۹۸۸ تا زمان کنارگذاشتن آن توسط خدمات هواشناسی ملی در سال ۲۰۲۵ به‌صورت عملیاتی استفاده می‌شد، فاقد مؤلفهٔ باد بود و پیش از پذیرش اولیه‌اش هرگز به‌طور دقیق در برابر رفتار واقعی آتش‌سوزی‌های تاریخی آزموده نشده بود.^[۲]^[۳]^[۴]

پیشینه

هواشناسان آتش‌سوزی مدت‌هاست از شاخص هینزِ (که با نام شاخص شدت جوّ پایینی نیز شناخته می‌شود) برای پیش‌بینی روزهایی که هوا رفتار آتش‌سوزی جنگلی را وخیم‌تر می‌کند، استفاده کرده‌اند. با وجود آنکه شاخص هینز کاربرد عملیاتی گسترده‌ای یافت، خودِ پدیدآورندهٔ آن، دونالد هینز که هواشناس سازمان جنگل‌داری بود، اذعان داشت که این شاخص به بهبود بیشتری نیاز دارد و با وجود اینکه باد یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر در گسترش آتش است، شاخص هینز فاقد مؤلفهٔ باد بود. برای رفع این کاستی، گروهی متشکل از آلن اف. اسراک (دانشگاه ایالتی سنت کلود) به همراه جوزف جی. چارنی، برایان ای. پاتر و اسکات ال. گودریک (از ایستگاه‌های تحقیقاتی سازمان جنگل‌داری ایالات متحده)، شاخص هوای گرم-خشک-بادی را توسعه دادند و تعریف رسمی آن را در سال ۲۰۱۸ منتشر کردند.^[۱] پس از نتایج مطلوب آزمایش‌های میدانی، خدمات هواشناسی ملی ایالات متحده آمریکا توصیه کرد که هواشناسان آتش‌سوزی، HDW را به‌عنوان یک ابزار عملیاتی ارزیابی کنند.^[۲]

ارزیابی تیم سازنده از کاستی‌های شاخص هینز بعدها با یک بازبینی بین‌سازمانی تأیید شد: در سال ۲۰۲۴، زیرکمیتهٔ هوای آتش‌سوزی گروه هماهنگی آتش‌سوزی‌های غیرمترقبهٔ ملی به این نتیجه رسید که شاخص هینز (همراه با شاخص نامرتبط سطح فعالیت آذرخش) دیگر نباید بخشی از پیش‌بینی‌های خدمات هواشناسی ملی یا آموزش‌های این گروه باشد، چرا که پژوهش‌های داوری‌شده از توانایی آن در پیش‌بینی رشد بزرگ آتش‌سوزی پشتیبانی نمی‌کرد. این تغییر از فصل آتش‌سوزی سال ۲۰۲۵ اجرایی شد و «ارتفاع آمیختگی» (نه HDW) به‌عنوان معیار جایگزین اصلی برای شاخص هینز معرفی شد.^[۳]

تعریف و فرمول

HDW از حاصل‌ضرب بیشینهٔ سرعت باد و بیشینهٔ کمبود فشار بخار (VPD) در حدود ۵۰۰ متر پایینی جوّ (تقریباً ۵۰ هکتوپاسکال) بالای یک مکان معین به دست می‌آید:

\mathrm {HDW} =U\times \mathrm {VPD} (T,q)

که در آن U سرعت باد (بر حسب متر بر ثانیه) و VPD کمبود فشار بخار است؛ کمیتی تابع دما (T) و میزان رطوبت (q) که بر حسب هکتوپاسکال بیان می‌شود. خودِ VPD به‌صورت تفاضل میان فشار بخار اشباع هوا و فشار بخار واقعی آن تعریف می‌شود.

\mathrm {VPD} (T,q)=e_{s}(T)-e(q)

که در آن $e_{s}(T)$ فشار بخار اشباع در دمای T و $e(q)$ و $e(q)$ فشار بخار واقعی با توجه به میزان رطوبت q است. VPD بزرگ‌تر به این معناست که جوّ می‌تواند رطوبت بیشتری جذب کند و در نتیجه رطوبت را سریع‌تر از پوشش گیاهی می‌کشد. توسعه‌دهندگان این شاخص، VPD را به رطوبت نسبیِ متداول‌تر ترجیح دادند، زیرا رطوبت نسبی می‌تواند تفاوت‌های معنادار در تقاضای تبخیری را در دماهای مختلف پنهان کند.^[۱]

از آنجا که HDW گرما، رطوبت و باد را در یک مقدار پیوسته و بدون آستانه‌های ساختگی یا تغییر علامت ترکیب می‌کند، این شاخص طوری طراحی شده که با استفاده از مشاهدات هواشناسی استاندارد یا خروجی مدل‌های پیش‌بینی، به‌سادگی در هر مکانی قابل محاسبه باشد. مقادیر HDW به‌شدت به اقلیم محلی و فصلی وابسته‌اند؛ از این رو پیش‌بینی‌کنندگان معمولاً یک مقدار HDW معین را نسبت به صدک‌های تاریخی همان مکان و همان زمان از سال تفسیر می‌کنند، نه در برابر یک مقیاس ثابت و جهانی.^[۵]^[۶]

مقایسه با شاخص هینز

در پژوهش اصلی سال ۲۰۱۸، HDW با استفاده از داده‌های هواشناسی بازتحلیل‌شده برای چهار آتش‌سوزی تاریخی در ایالات متحده با شاخص هینز مقایسه شد: آتش‌سوزی پاگامی کریک (مینه‌سوتا، ۲۰۱۱)، مجتمع آتش‌سوزی شهرستان باستروپ (تگزاس، ۲۰۱۱)، آتش‌سوزی دبل تربل (نیوجرزی، ۲۰۰۲) و آتش‌سوزی سدار (کالیفرنیا، ۲۰۰۳). برای هر یک از این آتش‌سوزی‌ها، HDW در روز فعال‌ترین رفتار آتش اوج مشخصی نشان داد، در حالی که شاخص هینز نتوانست به‌طور پیوسته آن روز را از روزهای اطراف متمایز کند، که تا حد زیادی به این دلیل بود که شاخص هینز باد را در نظر نمی‌گیرد.^[۱]

کاربرد عملیاتی و توجه عمومی

تصویر ماهواره‌ای از آتش‌سوزی‌ها (آتش‌سوزی گرند پری، آتش‌سوزی اولد و آتش‌سوزی پیرو) که توسط بادهای سانتا آنا هدایت می‌شوند.

سازمان جنگل‌داری ایالات متحده یک ابزار پیش‌بینی عمومی و بی‌درنگ HDW را اداره می‌کند که تحلیل‌ها و پیش‌بینی‌های چندروزه برگرفته از سامانهٔ پیش‌بینی گروهی جهانی (GEFS) را همراه با یک اقلیم‌شناسی سی‌ساله برای مقایسه، در سراسر ایالات متحدهٔ قاره‌ای و آلاسکا نمایش می‌دهد.^[۷]^[۶] هواشناسان خدمات هواشناسی ملی به این ابزار برای کاربرد عملیاتی دسترسی دارند و از همان سال ۲۰۱۸، هواشناسان ایالت‌های واشینگتن، اورگن و آیداهو استفاده از HDW را در گزارش‌های روزانهٔ هوای آتش‌سوزی خود آغاز کرده بودند. HDW در «راهنمای میدانی رفتار آتش» (PMS 437) گروه هماهنگی آتش‌سوزی‌های غیرمترقبهٔ ملی به‌عنوان یک شاخص «نگاه نخست» برای روزهای دارای پتانسیل بالای رفتار نامساعد آتش مستند شده است.^[۴] مرکز یکپارچه‌سازی پیش‌بینی و اطلاعات تهدید آتش‌سوزی ایالت کالیفرنیا نیز HDW را در کنار ابزارهای دیگری همچون شاخص خشکسالی کیچ-بایرام فهرست کرده است.^[۸]

با طولانی‌ترشدن فصل‌های آتش‌سوزی، این شاخص توجه عمومی بیشتری نیز جلب کرده و رسانه‌های هواشناسی عمومی آن را ابزاری مدرن معرفی می‌کنند که یکی از محدودیت‌های شاخص‌های قدیمی‌تر (یعنی نادیده‌گرفتن باد) را برطرف می‌کند.^[۹]

جستارهای وابسته

منابع

1 2 3 4 Srock, Alan F.; Charney, Joseph J.; Potter, Brian E.; Goodrick, Scott L. (2018). "The Hot-Dry-Windy Index: A New Fire Weather Index". Atmosphere. 9 (7): 279. Bibcode:2018Atmos...9..279S. doi:10.3390/atmos9070279.
1 2 Watts, Andrea; Potter, Brian; Charney, Joseph; Srock, Alan (2020). The Hot-Dry-Windy Index: A new tool for forecasting fire weather (Report). Science Findings 227. Portland, OR: USDA Forest Service, Pacific Northwest Research Station.
1 2 "Replacing Haines Index and Lightning Activity Level". National Wildfire Coordinating Group. 6 February 2026. Retrieved 2026-08-02.
1 2 "Fire Weather Prediction Tool Modernizes Science Behind Forecasts". USDA Forest Service, Northern Research Station. 2018. Retrieved 2026-08-02.
↑ "Weather: Critical Fire Weather". National Wildfire Coordinating Group. 25 April 2024. Retrieved 2026-08-02.
1 2 McDonald, Jessica M.; Srock, Alan F.; Charney, Joseph J. (2018). "Development and Application of a Hot-Dry-Windy Index (HDW) Climatology". Atmosphere. 9 (7): 285. Bibcode:2018Atmos...9..285M. doi:10.3390/atmos9070285. hdl:2346/92267.
↑ "A Brief Introduction to HDW". USDA Forest Service. Retrieved 2026-08-02.
↑ "External Resources/Indices". Wildfire Forecast & Threat Intelligence Integration Center, State of California. Retrieved 2026-08-02.
↑ Gray, Jennifer (August 26, 2025). "Weather Words: Hot-Dry-Windy Index". The Weather Channel. Retrieved 2026-08-02.

[srock2018-1] 1 2 3 4 Srock, Alan F.; Charney, Joseph J.; Potter, Brian E.; Goodrick, Scott L. (2018). "The Hot-Dry-Windy Index: A New Fire Weather Index". Atmosphere. 9 (7): 279. Bibcode:2018Atmos...9..279S. doi:10.3390/atmos9070279.

[fs-sciencefindings-2] 1 2 Watts, Andrea; Potter, Brian; Charney, Joseph; Srock, Alan (2020). The Hot-Dry-Windy Index: A new tool for forecasting fire weather (Report). Science Findings 227. Portland, OR: USDA Forest Service, Pacific Northwest Research Station.

[nwcg-discontinue-3] 1 2 "Replacing Haines Index and Lightning Activity Level". National Wildfire Coordinating Group. 6 February 2026. Retrieved 2026-08-02.

[fs-highlight-4] 1 2 "Fire Weather Prediction Tool Modernizes Science Behind Forecasts". USDA Forest Service, Northern Research Station. 2018. Retrieved 2026-08-02.

[nwcg-5] "Weather: Critical Fire Weather". National Wildfire Coordinating Group. 25 April 2024. Retrieved 2026-08-02.

[mcdonald2018-6] 1 2 McDonald, Jessica M.; Srock, Alan F.; Charney, Joseph J. (2018). "Development and Application of a Hot-Dry-Windy Index (HDW) Climatology". Atmosphere. 9 (7): 285. Bibcode:2018Atmos...9..285M. doi:10.3390/atmos9070285. hdl:2346/92267.

[hdw-website-7] "A Brief Introduction to HDW". USDA Forest Service. Retrieved 2026-08-02.

[wftiic-8] "External Resources/Indices". Wildfire Forecast & Threat Intelligence Integration Center, State of California. Retrieved 2026-08-02.

[weathercom-9] Gray, Jennifer (August 26, 2025). "Weather Words: Hot-Dry-Windy Index". The Weather Channel. Retrieved 2026-08-02.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]