ER-2 có nguồn gốc từ U-2, mẫu máy bay từng được Mỹ phát triển vào giữa những năm 1950 để do thám Liên Xô. Biệt danh "Dragon Lady" gắn với khả năng bay ở độ cao rất lớn của U-2. Sau này, NASA cải tiến dòng máy bay này thành phòng thí nghiệm trên không, thay các thiết bị quân sự bằng radar, cảm biến và hệ thống đo đạc khí quyển.

Đối tượng nghiên cứu lần này là pyrocumulonimbus, hay còn gọi là "mây lửa". Đây là những hệ thống giông bão khổng lồ hình thành khi sức nóng từ cháy rừng đẩy khói, hơi nước và không khí nóng lên cao. Chúng có thể tạo sét, gió mạnh, thậm chí vòi rồng lửa, đồng thời khiến đám cháy tiếp tục lan rộng.

David Peterson, nhà khí tượng học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Mỹ và trưởng nhóm chương trình INSPYRE của NASA, ví cột khói từ đám cháy như một ống khói khổng lồ. Không khí nóng tạo thành một "bong bóng" kích hoạt giông bão, sau đó đám cháy tiếp tục cung cấp năng lượng cho hệ thống này.

Các nhà khí tượng học hiện chưa thể dự báo chính xác mây lửa do chúng hình thành trong những điều kiện rất khó lường. Đáng chú ý, các nghiên cứu gần đây cho thấy một số mây lửa có thể xuyên qua tầng đối lưu, đưa khói lên tầng bình lưu. Tại đây, khói có thể bị dòng tia cuốn đi rất nhanh, phát tán trên phạm vi rộng.

"Hiệu ứng này giống một ngọn núi lửa, khi khói bị đẩy lên rất cao trong khí quyển", ông Peterson nói.

Nhiệm vụ INSPYRE, viết tắt của " Thí nghiệm phun khói và mây tích nhiệt", nhằm xác định những điều kiện khiến cháy rừng tạo ra các cơn bão pyrocumulonimbus và tìm hiểu cách chúng phát triển.

Chiến dịch bắt đầu trong tháng 7 và đã thực hiện các chuyến bay qua những đám cháy ở miền Bắc Oregon của Mỹ và phía Tây Canada.

ER-2 có thể hoạt động ở độ cao khoảng 20 km. Chuyên gia khí tượng ví máy bay như một "vệ tinh có thể điều khiển", cho phép các nhà khoa học bay phía trên đám cháy và liên tục quan sát cột khói.

Các thiết bị trên máy bay đo kích thước, độ cao và chuyển động của cột khói, đồng thời theo dõi sét và điện trường bên trong các đám mây. Trong khi đó, một máy bay Gulfstream V bay trực tiếp vào đám mây để thu thập dữ liệu từ bên trong.

Dữ liệu của hai máy bay sẽ bổ trợ lẫn nhau, giúp các nhà khoa học có được bức tranh đầy đủ hơn về quá trình hình thành và phát triển của mây lửa.

Đây là một trong những hiện tượng thời tiết khắc nghiệt còn ít được hiểu rõ, khi cháy rừng không chỉ chịu ảnh hưởng từ thời tiết mà trong những điều kiện nhất định còn có thể tự tạo ra hệ thống thời tiết nguy hiểm.

NASA kỳ vọng dữ liệu từ INSPYRE sẽ giúp xây dựng các mô hình dự báo tốt hơn, qua đó hỗ trợ cảnh báo sớm, ứng phó cháy rừng và giảm tác động của những hệ thống thời tiết cực đoan này.