由美國國家大氣研究中心(NCAR)的科學家領導的這項研究發(fā)現(xiàn)，一氧化碳的水平--一種表明存在其他空氣污染物的氣體--隨著野火在8月份的蔓延而急劇增加。一氧化碳水平在夏季通常較低，因為大氣中的化學反應跟陽光的變化有關，另外還發(fā)現(xiàn)它們的水平已經(jīng)躍升，這顯示了煙霧的影響程度。

“野火排放已經(jīng)大幅增加，它們正在改變整個北美的空氣質(zhì)量的年度模式，”NCAR科學家Rebecca Buchholz說道，“很明顯，8月份出現(xiàn)了一個新的空氣污染高峰，而這在以前是不存在的?！睋?jù)悉，Buchholz是這項研究的論文第一作則。

盡管一氧化碳在戶外通常不是一個重要的健康問題，但這種氣體表明存在更危險的污染物，其中包括氣溶膠和在炎熱的夏天往往會形成的地面臭氧。

科學家團隊使用基于衛(wèi)星的大氣化學觀測和全球火災清單來跟蹤過去20年大部分時間的野火排放。另外，他們還使用計算機建模來分析煙霧的潛在影響。他們的重點是北美的三個地區(qū)：太平洋西北地區(qū)、美國中部地區(qū)和東北部地區(qū)。

Buchholz指出，這些發(fā)現(xiàn)特別引人注目，因為由于污染控制技術(shù)的改進，全球和整個北美的一氧化碳水平都在下降。

該研究報告已于本周發(fā)表在《自然通訊》上。這項研究的部分資金來自NCAR的贊助方美國國家科學基金會。該論文由來自科羅拉多大學博爾德分校、哥倫比亞大學、NASA、清華大學和科羅拉多州立大學的研究人員共同撰寫。

對空氣污染的影響越來越大

由于氣候變化、發(fā)展的增加和土地使用政策的共同作用，西北太平洋地區(qū)和北美其他地區(qū)的野火一直在增加。火災正在成為空氣污染的一個更大的因素，尤其是由于機動車和工業(yè)設施的燃燒過程更加有效，人類活動的排放正在減少。

為了分析火災的影響，Buchholz和她的合作者使用了NASA Terra衛(wèi)星上兩個儀器的數(shù)據(jù)。MOPITT（對流層污染測量）--自2002年以來持續(xù)跟蹤一氧化碳、MODIS（中分辨率成像光譜儀）--用于檢測火災并提供氣溶膠的信息。他們還研究了四份野火排放清單，這些清單依賴于MODIS數(shù)據(jù)。

科學家們專注于從2002年，即MOPPIT數(shù)據(jù)的持續(xù)和長期記錄的開始，終于2018年，即他們開始研究時可獲得完整觀測的最后一年。

結(jié)果顯示，8月份整個北美地區(qū)的一氧化碳水平上升，這跟太平洋西北地區(qū)的燃燒旺季相對應。根據(jù)排放清單，這一趨勢在2012年至2018年尤為明顯，當時太平洋西北地區(qū)的火災季節(jié)變得更加活躍。來自MODIS儀器的數(shù)據(jù)顯示，氣溶膠在8月份也呈現(xiàn)上升趨勢。

為了確定較高的污染水平是否是由火災造成，科學家們排除了其他潛在的排放源。他們發(fā)現(xiàn)，在太平洋西北地區(qū)的上風口，太平洋上空的一氧化碳水平在8月份要低得多--這表明污染不是從亞洲吹過來的。他們還發(fā)現(xiàn)，美國中部和東北部的火災季節(jié)跟8月份的污染增加并不一致，這意味著這些地區(qū)的當?shù)鼗馂牟皇窃斐傻摹４送?，他們研究了一對化石燃料排放清單，該清單顯示，從2012年到2018年，三個研究地區(qū)中的任何一個地區(qū)，人類活動的一氧化碳排放量都沒有增加。

“多條證據(jù)表明，西北太平洋地區(qū)不斷惡化的野火是空氣質(zhì)量退化的原因。特別不幸的是，這些火災正在破壞社會在減少整體污染方面取得的成果，”Buchholz說道。

對人類健康的風險

這些發(fā)現(xiàn)對人類健康有影響，因為野火煙霧跟嚴重的呼吸系統(tǒng)問題有關，它還可能影響心血管系統(tǒng)并使懷孕結(jié)果惡化。

Buchholz和她的合作者使用了一個基于NCAR的計算機模型，即帶有化學成分的社區(qū)大氣模型，以此來模擬來自西北太平洋大火的排放物的移動及其對一氧化碳、臭氧和細顆粒物的影響。他們在NCAR-懷俄明州超級計算中心的夏延超級計算機上進行了模擬。結(jié)果顯示，這些污染物可能影響超過1.3億人，其中包括太平洋西北部的約3400萬人、美國中部的2300萬人以及東北部的7200萬人。

雖然這項研究沒有深入研究排放物對健康的影響，但研究人員沒呢研究了科羅拉多州2002年至2011年8月的呼吸道死亡率并跟2012年至2018年的同月進行了比較。他們選擇位于美國中部地區(qū)的科羅拉多州進行研究，因為該州的呼吸道死亡率很容易獲得。

他們發(fā)現(xiàn)，在2012年至2018年期間，科羅拉多州8月份的呼吸道死亡人數(shù)明顯增加，當時西北太平洋地區(qū)的火災--但不是科羅拉多州--在8月份產(chǎn)生更多的排放。

“很明顯，需要對所有這些煙霧的健康影響進行更多研究，”Buchholz說道，“我們可能已經(jīng)看到了這些火災對生活在下風口數(shù)百甚至數(shù)千英里的居民健康的影響。”