Відбір проб димного пожежі іноді означає висунення трубки у вікно літака. Бретт Палм / Вашингтонський університет, CC BY-ND

2020 рік запам’ятається з багатьох причин, включаючи його рекордні дикі пожежі що перетворило небо Сан-Франциско на апокаліптичний відтінок червоного і тижнями затуляв значні частини Заходу димом.

Каліфорнія досвідчена п’ять із шести найбільших пожеж записано в 2020 році, включаючи першу сучасну “гігафайр, ”Лісова пожежа, яка спалила понад 1 мільйон акрів. Колорадо побачив своє три найбільші пожежі на запис.

Хоча дим може створити гарний захід сонця, він також може мати тяжкі наслідки для здоров’я людини.

Я є хімік-атмосфер, а атмосфера - це моя лабораторія. Коли я дивлюсь на небо, я бачу суміш багатьох тисяч різних хімічних сполук, що взаємодіють між собою та з сонячним світлом.

Реакції та перетворення в атмосфері змушують дим пожежі різко змінюватися, коли він рухається по вітру, і дослідження показали, що він може рости більш токсичний у міру старіння. Для того, щоб точно прогнозувати вплив викидів лісових пожеж на популяції вітру та видавати більш цілеспрямовані попередження про якість повітря в міру погіршення сезону пожеж, ми повинні розуміти, які хімічні речовини виділяються та як дим змінюється з часом.

Щоб це зрозуміти, ми з колегами влетіли літаками в димові шлейфи деяких великих лісових пожеж Заходу.

Як ми вивчаємо лісові пожежі

Великі лісові пожежі та те, як вітер переносить їх дим, не можуть бути легко відтворені в лабораторії. Це ускладнює їх навчання. Одним з найкращих способів дізнатись про справжню хімію димового пожежі є відбір проб безпосередньо в атмосфері.

In 2018 та 2019, ми з колегами перехрестили небо через активні пожежі в спеціалізованих літаках, завантажених науковими приладами. Кожен інструмент призначений для збору різної частини диму, часто буквально висунувши трубку у вікно.

Жоден окремий прилад не може виміряти всі ці молекули одночасно. Насправді деякі специфічні сполуки взагалі є проблемою для вимірювання. Багато вчених, в тому числі і я, присвячують свою діяльність проектуванню та побудові нових приладів для вдосконалення наших вимірювань та продовжують вдосконалювати наше розуміння атмосфери та того, як вона впливає на нас.

У нещодавно опублікованому дослідженні пожеж 2018 року ми з колегами показали як частинки диму швидко змінювались, коли їх носили по вітру.

Деякі частинки випаровувались у гази, подібно дощовій калюжі, яка випаровувалася у водяну пару, коли Сонце виходить. У той же час деякі гази в димі переживали реакції з утворенням нових частинок, подібних водяній парі, що конденсується, утворюючи хмару або краплі роси. Тим часом відбувались хімічні реакції, які змінювали самі молекули.

Оскільки ці молекули реагували з сонячним світлом та іншими газами в атмосфері, дим кардинально перетворювався. Це те, що ми маємо на увазі, коли вчені говорять про те, що дим “старіє” або стає “застарілим” з часом. Інші недавні дослідження почали показувати, яким може стати дим від пожежі більш токсичний у міру старіння.

Що всі ці зміни означають для здоров'я?

Шкода, заподіяна здоров’ю від диму, в основному є наслідком того, скільки РМ2.5 він містить. Це крихітні частинки, частка ширини людського волосся, які можна глибоко вдихнути в легені, де вони можуть подразнювати дихальні шляхи. Навіть короткочасний вплив може посилюють проблеми з серцем і легенями.

Частинки РМ2.5 крихітні з розміром менше 2.5 мкм. Агенція охорони навколишнього середовища США

Хімічні реакції контролюють, скільки ПМ2.5 знаходиться в димі від пожежі, коли він транспортується подалі від пожеж і потрапляє в населені пункти. Використовуючи вимірювання літальних апаратів, щоб зрозуміти ці процеси, ми, хіміки, можемо краще передбачити, скільки PM2.5 буде присутній у застарілому димі.

У поєднанні з метеорологічним прогнозуванням, яке передбачає, куди піде дим, це може призвести до вдосконалення моделей якості повітря, які можуть повідомити людям про вітер, чи будуть вони піддаватися впливу нездорового повітря.

Краще прогнозування якості повітря

З пожежами, які все частіше з’являються в новинах, все більше людей усвідомлюють власну якість повітря. Такі ресурси, як AirNow від Агенції з охорони навколишнього середовища США надають поточні та прогнозовані дані про якість повітря, а також пояснення щодо небезпеки для здоров'я. Місцева інформація також часто доступна у державних або регіональних установах.

Дим від пожеж набув полуденного неба помаранчевий колір у Сан-Франциско 9 вересня 2020 року. Зображення AP / Тоні Авелар

Вимірювання якості повітря та прогнози можуть допомогти людям уникати нездорових ситуацій, особливо чутливі групи, такі як люди з астмою. Протягом передбачуваних періодів нездорової якості повітря органи місцевого самоврядування або штату можуть використовувати прогнози для зменшення інших джерел забруднення, таких як стримування спалення деревини в будинках або промислова діяльність з високим рівнем викидів.

Дивлячись у майбутнє, дим від пожежі, ймовірно, буде широко поширений на Заході щороку з кількох причин. Підвищення температури залишають ландшафт більш сухим і легкозаймистим. У той же час все більше людей будують будинки в інтерфейс wildland-urban, створюючи більше можливостей для виникнення пожеж.

Велика спільнота вчених, включаючи мене, працює над тим, щоб краще зрозуміти викиди лісових пожеж і те, як вони змінюються, коли вони дують у громади вітру. Ці знання покращать прогнози щодо якості повітря та впливу димового пожежі на здоров’я, щоб люди могли навчитися адаптуватися та уникати найгірших наслідків для здоров’я.

Про автора

Бретт Б. Палм, докторант з хімії атмосфери, Університет Вашингтона

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

Життя після вуглецю: наступна глобальна трансформація міст

by Pетер Пластрік, Джон Клівленд
Майбутнє наших міст не те, що раніше. Модель сучасного міста, яка увійшла в глобальний масштаб у ХХ столітті, пережила свою корисність. Він не може вирішити проблеми, які йому допомогли створити - особливо глобальне потепління. На щастя, у містах з'являється нова модель розвитку міст для агресивного вирішення реалій зміни клімату. Це перетворює дизайн спосіб міст і використовувати фізичне простір, створювати економічні багатства, споживають і розпоряджатися ресурсами, експлуатувати і підтримувати природні екосистеми, і підготуватися до майбутнього. Доступний на Amazon

Шосте вимирання: неприродна історія

автор: Елізабет Колберт
За останні півмільярда років було п'ять масових вимирань, коли різноманітність життя на землі раптово і різко скоротилося. Учені в усьому світі в даний час моніторинг шостого вимирання, за прогнозами, буде найбільш руйнівним вимирання з астероїдом, який знищив динозаврів. На цей раз навколо, катаклізм нас. У прозі, яка одразу відверта, розважальна та глибоко поінформована, Житель Нью-Йорка письменниця Елізабет Колберт розповідає, чому і як люди змінили життя на планеті так, як жоден вид до цього не існував. Переплетення досліджень у півдесятка дисциплін, описи захоплюючих видів, які вже були втрачені, та історія вимирання як поняття, Колберт дає зворушливий та всебічний виклад зникнень, що відбуваються перед нашими очима. Вона показує, що шостого вимирання, ймовірно, буде найбільш міцне спадщина людства, змушує нас переосмислити фундаментальне питання про те, що значить бути людиною. Доступний на Amazon

Кліматичні війни: боротьба за виживання як перегрів світу

від Гвінне Дайер
Хвилі кліматичних біженців. Десятки невдалих держав. Повна війна. Від одного з найбільших світових геополітичних аналітиків виходить жахливе уявлення про стратегічні реалії найближчого майбутнього, коли зміни клімату спрямовують світові сили на політику виживання. Старовинні і невпинні, Кліматичні війни буде однією з найважливіших книг найближчих років. Читайте і дізнатися, що ми наближаємося до. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, та ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.