研究：西北太平洋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，一氧化碳的水平--一种表明存在其他空气污染物的气体--随着野火在8月份的蔓延而急剧增加。一氧化碳水平在夏季通常较低，因为大气中的化学反应跟阳光的变化有关，另外还发现它们的水平已经跃升，这显示了烟雾的影响程度。

“野火排放已经大幅增加，它们正在改变整个北美的空气质量的年度模式，”NCAR科学家Rebecca Buchholz说道，“很明显，8月份出现了一个新的空气污染高峰，而这在以前是不存在的。”据悉，Buchholz是这项研究的论文第一作则。

尽管一氧化碳在户外通常不是一个重要的健康问题，但这种气体表明存在更危险的污染物，其中包括气溶胶和在炎热的夏天往往会形成的地面臭氧。

科学家团队使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年大部分时间的野火排放。另外，他们还使用计算机建模来分析烟雾的潜在影响。他们的重点是北美的三个地区：太平洋西北地区、美国中部地区和东北部地区。

Buchholz指出，这些发现特别引人注目，因为由于污染控制技术的改进，全球和整个北美的一氧化碳水平都在下降。

该研究报告已于本周发表在《自然通讯》上。这项研究的部分资金来自NCAR的赞助方美国国家科学基金会。该论文由来自科罗拉多大学博尔德分校、哥伦比亚大学、NASA、清华大学和科罗拉多州立大学的研究人员共同撰写。

对空气污染的影响越来越大

由于气候变化、发展的增加和土地使用政策的共同作用，西北太平洋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的因素，尤其是由于机动车和工业设施的燃烧过程更加有效，人类活动的排放正在减少。

为了分析火灾的影响，Buchholz和她的合作者使用了NASA Terra卫星上两个仪器的数据。MOPITT（对流层污染测量）--自2002年以来持续跟踪一氧化碳、MODIS（中分辨率成像光谱仪）--用于检测火灾并提供气溶胶的信息。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，即MOPPIT数据的持续和长期记录的开始，终于2018年，即他们开始研究时可获得完整观测的最后一年。

结果显示，8月份整个北美地区的一氧化碳水平上升，这跟太平洋西北地区的燃烧旺季相对应。根据排放清单，这一趋势在2012年至2018年尤为明显，当时太平洋西北地区的火灾季节变得更加活跃。来自MODIS仪器的数据显示，气溶胶在8月份也呈现上升趋势。

为了确定较高的污染水平是否是由火灾造成，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上风口，太平洋上空的一氧化碳水平在8月份要低得多--这表明污染不是从亚洲吹过来的。他们还发现，美国中部和东北部的火灾季节跟8月份的污染增加并不一致，这意味着这些地区的当地火灾不是造成的。此外，他们研究了一对化石燃料排放清单，该清单显示，从2012年到2018年，三个研究地区中的任何一个地区，人类活动的一氧化碳排放量都没有增加。

“多条证据表明，西北太平洋地区不断恶化的野火是空气质量退化的原因。特别不幸的是，这些火灾正在破坏社会在减少整体污染方面取得的成果，”Buchholz说道。

对人类健康的风险

这些发现对人类健康有影响，因为野火烟雾跟严重的呼吸系统问题有关，它还可能影响心血管系统并使怀孕结果恶化。

Buchholz和她的合作者使用了一个基于NCAR的计算机模型，即带有化学成分的社区大气模型，以此来模拟来自西北太平洋大火的排放物的移动及其对一氧化碳、臭氧和细颗粒物的影响。他们在NCAR-怀俄明州超级计算中心的夏延超级计算机上进行了模拟。结果显示，这些污染物可能影响超过1.3亿人，其中包括太平洋西北部的约3400万人、美国中部的2300万人以及东北部的7200万人。

虽然这项研究没有深入研究排放物对健康的影响，但研究人员没呢研究了科罗拉多州2002年至2011年8月的呼吸道死亡率并跟2012年至2018年的同月进行了比较。他们选择位于美国中部地区的科罗拉多州进行研究，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月份的呼吸道死亡人数明显增加，当时西北太平洋地区的火灾--但不是科罗拉多州--在8月份产生更多的排放。

“很明显，需要对所有这些烟雾的健康影响进行更多研究，”Buchholz说道，“我们可能已经看到了这些火灾对生活在下风口数百甚至数千英里的居民健康的影响。”