新研究發現，太平洋西北地區越來越大、越來越猛烈的野火正在改變空氣污染的季節性模式，另外還引發了不健康污染物在8月份的激增。根據這項研究，煙霧正在破壞清潔空氣的成果並對數百萬人的健康構成潛在風險。
由美國國家大氣研究中心(NCAR)的科學家領導的這項研究發現，一氧化碳的水平–一種表明存在其他空氣污染物的氣體–隨着野火在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，另外還發現它們的水平已經躍升，這顯示了煙霧的影響程度。
“野火排放已經大幅增加，它們正在改變整個北美的空氣質量的年度模式，”NCAR科學家Rebecca Buchholz說道，“很明顯，8月份出現了一個新的空氣污染高峰，而這在以前是不存在的。”據悉，Buchholz是這項研究的論文第一作則。
儘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。
科學家團隊使用基於衛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：太平洋西北地區、美國中部地區和東北部地區。
Buchholz指出，這些發現特別引人注目，因為由於污染控制技術的改進，全球和整個北美的一氧化碳水平都在下降。
該研究報告已於本周發表在《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
由於氣候變化、發展的增加和土地使用政策的共同作用，西北太平洋地區和北美其他地區的野火一直在增加。火災正在成為空氣污染的一個更大的因素，尤其是由於機動車和工業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衛星上兩個儀器的數據。MOPITT（對流層污染測量）–自2002年以來持續跟蹤一氧化碳、MODIS（中分辨率成像光譜儀）–用於檢測火災並提供氣溶膠的信息。他們還研究了四份野火排放清單，這些清單依賴於MODIS數據。
科學家們專註於從2002年，即MOPPIT數據的持續和長期記錄的開始，終於2018年，即他們開始研究時可獲得完整觀測的最後一年。
結果顯示，8月份整個北美地區的一氧化碳水平上升，這跟太平洋西北地區的燃燒旺季相對應。根據排放清單，這一趨勢在2012年至2018年尤為明顯，當時太平洋西北地區的火災季節變得更加活躍。來自MODIS儀器的數據顯示，氣溶膠在8月份也呈現上升趨勢。
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。他們發現，在太平洋西北地區的上風口，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。他們還發現，美國中部和東北部的火災季節跟8月份的污染增加並不一致，這意味着這些地區的當地火災不是造成的。此外，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，三個研究地區中的任何一個地區，人類活動的一氧化碳排放量都沒有增加。
“多條證據表明，西北太平洋地區不斷惡化的野火是空氣質量退化的原因。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
這些發現對人類健康有影響，因為野火煙霧跟嚴重的呼吸系統問題有關，它還可能影響心血管系統並使懷孕結果惡化。
Buchholz和她的合作者使用了一個基於NCAR的計算機模型，即帶有化學成分的社區大氣模型，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月的呼吸道死亡率並跟2012年至2018年的同月進行了比較。他們選擇位於美國中部地區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。
他們發現，在2012年至2018年期間，科羅拉多州8月份的呼吸道死亡人數明顯增加，當時西北太平洋地區的火災–但不是科羅拉多州–在8月份產生更多的排放。
“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，“我們可能已經看到了這些火災對生活在下風口數百甚至數千英里的居民健康的影響。”