山火事の煙をサンプリングすることは、飛行機の窓からチューブを突き出すことを意味する場合があります。 ブレットパーム/ワシントン大学, BY-ND CC

2020年は、次のような多くの理由で記憶されます。 記録破りの山火事 それはサンフランシスコの空を変えました 赤の終末論的な色合い そして西部の大部分を何週間も煙で覆いました。

カリフォルニアは経験した XNUMXつの最大の火災のうちXNUMXつ 2020年に記録され、最初の近代的な「ギガファイア」、1万エーカー以上を燃やした山火事。 コロラドは XNUMXつの最大の火災 記録上。

煙は美しい夕日を作ることができますが、人間の健康に悲惨な結果をもたらす可能性もあります。

私は 大気化学者、そして雰囲気は私の研究室です。 空を見ると、何千もの異なる化合物が互いに相互作用し、太陽光と相互作用しているのがわかります。

大気中の反応と変化により、山火事の煙は風下に移動するにつれて劇的に変化し、研究によると、山火事の煙は成長する可能性があります。 経年変化により毒性が増す。 山火事の排出が風下の人口に与える影響を正確に予測し、山火事の季節が悪化するにつれて、より的を絞った大気質の警告を発するためには、どの化学物質が排出され、煙が時間とともにどのように変化するかを理解する必要があります。

それを理解するために、私の同僚と私は飛行機を西側のいくつかの大規模な山火事の煙の噴煙に飛ばしました。

山火事の研究方法

大規模な山火事と風が煙を運ぶ方法は、実験室で簡単に再現することはできません。 これは彼らを勉強するのを難しくします。 実際の山火事の煙の化学的性質について学ぶための最良の方法のXNUMXつは、大気中で直接サンプリングすることです。

In 2018 & 2019、私の同僚と私は、科学機器を搭載した特殊な飛行機で活発な山火事の上空を縦横無尽に横断しました。 各機器は、多くの場合、文字通り窓の外にチューブを突き出すことによって、煙のさまざまな部分をサンプリングするように設計されています。

単一の機器でこれらすべての分子を一度に測定することはできません。 実際、特定の化合物の中には、測定が難しいものもあります。 私を含む多くの科学者は、測定を改善し、大気とそれが私たちに与える影響についての理解を深めるために、新しい機器の設計と構築にキャリアを捧げています。

2018年の山火事から新たに発表された研究では、 私の同僚と私は見せました 煙の粒子が風下に運ばれるときにどのように急速に変化したか。

太陽が出たときに雨の水たまりが水蒸気に蒸発するのと同じように、粒子のいくつかはガスに蒸発していました。 同時に、煙の中のガスの一部は、水蒸気が凝縮して雲や露の液滴を形成するのと同様に、反応を経て新しい粒子を形成していました。 その間、化学反応が起こり、分子自体が変化していました。

これらの分子が大気中の太陽光や他のガスと反応すると、煙は根本的に変化しました。 これは、科学者が煙の「老化」または時間の経過とともに「古くなる」ことについて話すときの意味です。 他の最近の研究は、山火事の煙がどのようになり得るかを示し始めました 経年変化により毒性が増す.

これらすべての変化は健康にとって何を意味しますか？

煙による健康被害は、主にPM2.5がどれだけ含まれているかの結果です。 これらは、人間の髪の毛の幅の一部である小さな粒子であり、肺の奥深くまで呼吸して気道を刺激する可能性があります。 短期間の曝露でさえ 心臓と肺の問題を悪化させる.

PM2.5粒子は、直径2.5ミクロン未満の小さな粒子です。 米国環境保護庁

化学反応は、PM2.5が火事から離れて人口密集地に輸送されるときに、山火事の煙に含まれるPM2.5の量を制御します。 航空機の測定値を使用してこれらのプロセスを理解することで、化学者は老化した煙にPMXNUMXがどれだけ存在するかをより正確に予測できます。

煙がどこに行くかを予測する気象予報と組み合わせると、これは、人々が不健康な空気にさらされるかどうかを風下に伝えることができる大気質モデルの改善につながる可能性があります。

より良い大気質予測

山火事のニュースが増えるにつれ、より多くの人々が自分の大気質に気付くようになりました。 などのリソース AIRNow 米国環境保護庁からの情報は、健康被害の説明とともに、現在および予測された大気質データを提供します。 地域の情報は、多くの場合、州または地域の機関からも入手できます。

9年2020月XNUMX日、山火事の煙がサンフランシスコの正午の空をオレンジ色に変えました。 AP画像/ TonyAvelar

大気質の測定と予測は人々を助けることができます 不健康な状況を避けてください、特に喘息の人などの敏感なグループ。 大気質が不健康であると予測される期間中、地方自治体または州政府は予測を使用して、住宅の薪の燃焼や高排出の産業活動を阻止するなど、他の汚染源を減らすことができます。

将来に目を向けると、山火事の煙はいくつかの理由で毎年西部全体に広がる可能性があります。 上昇温度 景観がより乾燥し、より可燃性になります。 同時に、より多くの人々が家を建てています wildland-urbanインターフェース、火災が発生する機会が増えます。

私を含む科学者の大規模なコミュニティは、山火事の排出量と、それらが風下のコミュニティに吹き込むときにどのように変化するかをよりよく理解するために取り組んでいます。 その知識は、山火事の煙の大気質と健康への影響の予測を改善するので、人々は最悪の健康への影響に適応して回避することを学ぶことができます。

著者について

ブレット・B・パーム、大気化学のポスドク研究員、 ワシントン大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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