Próbkowanie dymu z pożaru czasami oznacza wystawienie rurki przez okno samolotu. Brett Palm / University of Washington, CC BY-ND

Rok 2020 zostanie zapamiętany z wielu powodów, m.in. rekordowe pożary które zmieniło niebo San Francisco apokaliptyczny odcień czerwieni i całymi tygodniami okrywał dymem duże części Zachodu.

Kalifornia doświadczyła pięć z sześciu największych pożarów zarejestrowanych w 2020 roku, w tym pierwszy nowoczesny „Gigafire, ”Pożar, który spalił ponad 1 milion akrów. Kolorado to widziało trzy największe pożary zarejestrowany.

Chociaż dym może powodować piękne zachody słońca, może mieć również tragiczne konsekwencje dla zdrowia ludzkiego.

jestem chemik atmosferycznya atmosfera to moje laboratorium. Kiedy patrzę w niebo, widzę mieszaninę wielu tysięcy różnych związków chemicznych oddziałujących ze sobą i ze światłem słonecznym.

Reakcje i przemiany w atmosferze powodują radykalną zmianę dymu z pożaru podczas podróży z wiatrem, a badania wykazały, że może on rosnąć bardziej toksyczny, gdy się starzeje. Aby dokładnie prognozować wpływ emisji pożarów na populacje z wiatrem i wydawać bardziej ukierunkowane ostrzeżenia o jakości powietrza w miarę pogarszania się sezonu pożarów, musimy zrozumieć, jakie chemikalia są emitowane i jak dym zmienia się w czasie.

Aby to zrozumieć, wraz z kolegami wlecieliśmy samolotami w smugi dymu niektórych dużych pożarów na Zachodzie.

Jak badamy pożary

Wielkich pożarów i sposobu, w jaki wiatr przenosi dym, nie można łatwo odtworzyć w laboratorium. To utrudnia ich naukę. Jednym z najlepszych sposobów na poznanie prawdziwego składu chemicznego dymu spowodowanego pożarami jest próbkowanie go bezpośrednio w atmosferze.

In 2018 i 2019, moi koledzy i ja przemierzaliśmy niebo nad czynnymi pożarami w wyspecjalizowanych samolotach wyposażonych w instrumenty naukowe. Każdy instrument jest zaprojektowany do pobierania innej części dymu, często poprzez dosłowne wystawienie rurki przez okno.

Żaden pojedynczy instrument nie jest w stanie zmierzyć wszystkich tych cząsteczek jednocześnie. W rzeczywistości pomiar niektórych określonych związków jest w ogóle trudny. Wielu naukowców, w tym ja, poświęca swoją karierę projektowaniu i budowaniu nowych instrumentów, aby ulepszyć nasze pomiary i nadal pogłębiać nasze zrozumienie atmosfery i jej wpływu na nas.

W nowo opublikowanych badaniach z pożarów w 2018 r. moi koledzy i ja pokazaliśmy jak szybko zmieniały się cząsteczki dymu, gdy były przenoszone z wiatrem.

Niektóre z cząstek odparowywały do ​​postaci gazów, podobnie jak kałuża deszczu parująca w parę wodną, ​​gdy wychodzi słońce. W tym samym czasie niektóre gazy w dymie przechodziły reakcje, tworząc nowe cząstki, podobne do kondensacji pary wodnej, tworząc chmurę lub kropelki rosy. W międzyczasie zachodziły reakcje chemiczne, zmieniające same cząsteczki.

Ponieważ te cząsteczki reagowały ze światłem słonecznym i innymi gazami w atmosferze, dym uległ zasadniczej przemianie. To właśnie mamy na myśli, gdy naukowcy mówią o „starzeniu” się dymu lub „starzeniu się” w czasie. Inne niedawne badania zaczęły pokazywać, jak może stać się dym z pożarów bardziej toksyczny, gdy się starzeje.

Co te wszystkie zmiany oznaczają dla zdrowia?

Uszkodzenie zdrowia spowodowane przez dym jest w dużej mierze wynikiem tego, ile zawiera PM2.5. Są to maleńkie cząsteczki, ułamek szerokości ludzkiego włosa, które mogą być wdychane głęboko do płuc, gdzie mogą podrażniać drogi oddechowe. Nawet krótkotrwałe narażenie może pogarszają problemy z sercem i płucami.

Cząsteczki PM2.5 są drobne i mają mniej niż 2.5 mikrona średnicy. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska

Reakcje chemiczne kontrolują ilość pyłu zawieszonego PM2.5 w dymie z pożarów, gdy jest on przenoszony z dala od pożarów do skupisk ludności. Korzystając z pomiarów w samolotach, aby zrozumieć te procesy, my, chemicy, możemy lepiej przewidzieć, ile PM2.5 będzie obecne w starym dymie.

W połączeniu z prognozami meteorologicznymi, które przewidują, dokąd pójdzie dym, może to prowadzić do ulepszonych modeli jakości powietrza, które mogą powiedzieć ludziom z wiatrem, czy będą narażeni na niezdrowe powietrze.

Lepsze prognozowanie jakości powietrza

W związku z coraz większą liczbą wiadomości o pożarach, coraz więcej ludzi uświadamia sobie własną jakość powietrza. Zasoby takie jak AirNow z amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska dostarczają aktualne i prognozowane dane dotyczące jakości powietrza wraz z wyjaśnieniami zagrożeń dla zdrowia. Informacje lokalne są często dostępne również w agencjach stanowych lub regionalnych.

Dym z pożarów zmienił południowe niebo na pomarańczowo w San Francisco 9 września 2020 r. Obraz AP / Tony Avelar

Pomiary i prognozy jakości powietrza mogą pomóc ludziom unikaj niezdrowych sytuacji, szczególnie wrażliwe grupy, takie jak osoby z astmą. W przewidywanych okresach niezdrowej jakości powietrza władze lokalne lub stanowe mogą wykorzystywać prognozy w celu ograniczenia innych źródeł zanieczyszczeń, takich jak zniechęcanie do spalania drewna w mieszkaniach lub działalności przemysłowej o wysokiej emisji.

Patrząc w przyszłość, prawdopodobnie każdego roku na Zachodzie rozprzestrzeni się dym z pożarów z kilku powodów. Rosnące temperatury pozostawiają krajobraz bardziej suchy i łatwopalny. Jednocześnie coraz więcej osób buduje domy w interfejs dziki-miejski, stwarzając więcej okazji do wybuchu pożarów.

Duża społeczność naukowców, w tym ja, pracuje nad lepszym zrozumieniem emisji pożarów i ich zmian, gdy uderzają w społeczności z wiatrem. Wiedza ta poprawi prognozy dotyczące jakości powietrza i wpływu dymu pochodzącego z pożarów na zdrowie, dzięki czemu ludzie będą mogli nauczyć się dostosowywać i unikać najgorszych konsekwencji zdrowotnych.

O autorze

Brett B. Palm, badacz z tytułem doktora w dziedzinie chemii atmosfery, uniwersytet Waszyngtoński

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

Life After Carbon: Next Global Transformation of Cities

by Peter Plastrik, John Cleveland
Przyszłość naszych miast nie jest już taka, jak kiedyś. Model nowoczesnego miasta, który został przyjęty na całym świecie w XX wieku, przeżył swoją przydatność. Nie może rozwiązać problemów, które pomógł stworzyć - zwłaszcza globalnego ocieplenia. Na szczęście w miastach pojawia się nowy model rozwoju miast w celu agresywnego radzenia sobie z realiami zmian klimatu. Zmienia sposób, w jaki miasta projektują i wykorzystują przestrzeń fizyczną, generują bogactwo gospodarcze, konsumują i pozbywają się zasobów, eksploatują i utrzymują naturalne ekosystemy oraz przygotowują się na przyszłość. Dostępne na Amazon

Szóste wyginięcie: nienaturalna historia

Elżbieta Kolbert
W ciągu ostatnich pół miliarda lat miało miejsce Pięć masowych wymierań, kiedy różnorodność życia na Ziemi nagle i dramatycznie się zmniejszyła. Naukowcy z całego świata monitorują obecnie szóste wyginięcie, które, jak się przewiduje, będzie najbardziej niszczycielskim wydarzeniem wyginięcia od czasu uderzenia asteroidy, która zniszczyła dinozaury. Tym razem kataklizm to my. W prozie, która jest jednocześnie szczera, zabawna i głęboko poinformowana, New Yorker pisarka Elizabeth Kolbert mówi nam, dlaczego i jak istoty ludzkie zmieniły życie na planecie w sposób, jakiego nie zrobił żaden gatunek wcześniej. Przeplatając badania w pół tuzinie dyscyplin, opisy fascynujących gatunków, które już zostały utracone, oraz historię wyginięcia jako koncepcji, Kolbert przedstawia poruszającą i kompleksową relację o zniknięciach, które mają miejsce na naszych oczach. Pokazuje, że szóste wyginięcie prawdopodobnie będzie najtrwalszym dziedzictwem ludzkości, zmuszając nas do przemyślenia fundamentalnego pytania, co to znaczy być człowiekiem. Dostępne na Amazon

Wojny klimatyczne: walka o przetrwanie, gdy świat się przegrzewa

autor: Gwynne Dyer
Fale uchodźców klimatycznych. Dziesiątki nieudanych stanów. Wojna totalna. Z jednego z największych analityków geopolitycznych na świecie dochodzi przerażające spojrzenie na strategiczne realia najbliższej przyszłości, kiedy zmiany klimatu popychają potęgę świata w kierunku surowej polityki przetrwania. Przewidujący i niezachwiany, Wojny klimatyczne będzie jedną z najważniejszych książek nadchodzących lat. Przeczytaj i dowiedz się, do czego zmierzamy. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.