太平洋西北部的野火改变了整个北美的空气污染模式

由美国国家大气研究中心(NCAR)的科学家领导的这项研究发现，随着8月份野火的蔓延，一氧化碳(一种表明其他空气污染物存在的气体)的水平急剧上升。由于大气中与阳光变化有关的化学反应，一氧化碳含量在夏季通常较低，而一氧化碳含量的上升表明了烟雾影响的程度。

研究报告的主要作者、国家大气研究中心的科学家丽贝卡·布赫霍尔兹说:“野火的排放量大幅增加，正在改变北美地区的年度空气质量模式。”“很明显，8月份的空气污染达到了一个新的峰值，这是以前没有的。”

虽然一氧化碳在户外通常不是一个重大的健康问题，但这种气体表明存在更多有害污染物，包括气溶胶(空气中的微粒)和地面臭氧，这些污染物往往在炎热的夏天形成。

研究小组利用基于卫星的大气化学观测和全球火灾清单来跟踪过去20年的大部分时间里野火的排放，并使用计算机建模来分析烟雾的潜在影响。他们集中研究了北美的三个地区:太平洋西北地区、美国中部和东北部。

布赫兹说，这一发现尤其引人注目，因为由于污染控制技术的改进，全球和北美的一氧化碳水平一直在下降。

这项研究发表在本周的自然通讯。这项研究部分由NCAR的赞助商美国国家科学基金会资助。这篇论文由来自科罗拉多大学博尔德分校的研究人员共同撰写;哥伦比亚大学;美国国家航空航天局(NASA);清华大学;以及科罗拉多州立大学。

对空气污染的影响日益严重

由于气候变化、发展加快和土地使用政策的综合作用，太平洋西北地区和北美其他地区的野火一直在增加。火灾正在成为空气污染的一个更大因素，特别是由于机动车辆和工业设施的燃烧过程更加高效，人类活动产生的排放正在减少。

为了分析火灾的影响，Buchholz和她的合作者使用了NASA Terra卫星上的两个仪器的数据:MOPITT(对流层污染测量)，它自2002年以来一直在跟踪一氧化碳;以及MODIS(中分辨率成像光谱仪)，它可以探测火灾并提供气溶胶信息。他们还研究了四份野火排放清单，这些清单依赖于MODIS数据。

科学家们专注于从2002年开始对MOPPIT数据进行一致和长期的记录，到2018年，这是他们开始研究时可以获得完整观测数据的最后一年。

结果显示，8月份北美各地的一氧化碳水平有所上升，这与太平洋西北部的燃烧高峰期相对应。根据排放清单，这一趋势在2012年至2018年期间尤其明显，当时太平洋西北地区的火灾季节变得更加活跃。MODIS仪器的数据显示，8月份气溶胶也呈现上升趋势。

为了确定更高的污染水平是否是由火灾引起的，科学家们排除了其他潜在的排放源。他们发现，在太平洋西北地区的逆风处，也就是太平洋上空，八月份的一氧化碳含量要低得多——这表明污染不是从亚洲吹来的。他们还发现，美国中部和东北部的火灾季节与8月份污染的增加并不一致，这意味着这些地区的局部火灾不是罪魁祸首。此外，他们还研究了两份化石燃料排放清单，结果显示，从2012年到2018年，三个研究地区的人类活动产生的一氧化碳排放量都没有增加。

布赫兹说:“多项证据表明，太平洋西北地区不断恶化的野火是空气质量恶化的原因。”“尤其不幸的是，这些火灾破坏了社会在减少整体污染方面取得的成果。”

对人类健康的风险

这些发现对人类健康有影响，因为野火烟雾与严重的呼吸问题有关，还可能影响心血管系统，恶化妊娠结局。

Buchholz和她的合著者使用了一个基于nca的计算机模型，即具有化学成分的社区大气模型，来模拟太平洋西北地区火灾排放的运动及其对一氧化碳、臭氧和细颗粒物的影响。他们在ncar -怀俄明超级计算中心的夏安超级计算机上进行了模拟。结果显示，这些污染物可能会影响1.3亿多人，其中包括太平洋西北部的约3400万人，美国中部的2300万人和东北部的7200万人。

虽然这项研究没有深入研究排放对健康的影响，但作者研究了2002年至2011年8月科罗拉多州的呼吸道死亡率，并与2012年至2018年8月的死亡率进行了比较。他们选择了位于美国中部研究区域的科罗拉多州，因为该州的呼吸道死亡率很容易获得。

他们发现，在2012年至2018年期间，科罗拉多州8月份的呼吸系统死亡人数显著增加，当时太平洋西北地区(但不是科罗拉多州)的火灾在8月份产生了更多的排放。

布赫兹说:“很明显，需要对所有这些烟雾对健康的影响进行更多的研究。”“我们可能已经看到了这些火灾对生活在顺风处数百英里甚至数千英里的居民健康的影响。”