Tulipalojen näytteenotto tarkoittaa joskus putken työntämistä lentokoneen ikkunasta. Brett Palm / Washingtonin yliopisto, CC BY-ND

Vuosi 2020 muistetaan monista syistä, mukaan lukien sen ennätykselliset tulipalot joka käänsi San Franciscon taivaan apokalyptinen punainen sävy ja peitti suuren osan lännestä savussa viikkojen ajan.

Kalifornia kokenut viisi kuudesta suurimmasta tulipalosta ennätyksessä vuonna 2020, mukaan lukien ensimmäinen modernigigafire, ”Kulo, joka poltti yli miljoona eekkeriä Colorado näki sen kolme suurinta tulipaloa nauhalla.

Vaikka savu voi tuottaa kauniita auringonlaskuja, sillä voi olla myös vakavia seurauksia ihmisten terveydelle.

Olen ilmakehän kemisti, ja ilmapiiri on laboratorioni. Kun katson taivasta, näen seoksen monista tuhansista erilaisista kemiallisista yhdisteistä, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa ja auringonvalon kanssa.

Ilmakehän reaktiot ja muutokset aiheuttavat metsäpalojen savun muuttuvan dramaattisesti myötätuulessa, ja tutkimukset ovat osoittaneet, että se voi kasvaa myrkyllisempi ikääntyessään. Jotta voidaan ennakoida tarkasti kulopäästöjen vaikutukset myötätuulipopulaatioihin ja antaa kohdennetumpia ilmanlaatua koskevia varoituksia kulutuskausien pahentuessa, meidän on ymmärrettävä, mitä kemikaaleja päästetään ja miten savu muuttuu ajan myötä.

Tämän selvittämiseksi kollegani ja minä lennimme lentokoneilla joidenkin lännen suurten metsäpalojen savuputkiin.

Kuinka tutkimme metsäpaloja

Suuria metsäpaloja ja tapaa, jolla tuuli kuljettaa savua, ei voida helposti toistaa laboratoriossa. Tämä tekee heistä vaikeita tutkia. Yksi parhaista tavoista oppia todellisesta metsäpalojen savukemiasta on näyte siitä suoraan ilmakehässä.

In 2018 ja 2019, kollegani ja minä ristimme taivaan aktiivisten metsäpalojen yli erikoistuneissa lentokoneissa, joissa oli tieteellisiä instrumentteja. Jokainen instrumentti on suunniteltu ottamaan savun eri osa, usein kirjaimellisesti työntämällä putki ulos ikkunasta.

Yksikään instrumentti ei voi mitata kaikkia näitä molekyylejä kerralla. Itse asiassa jotkut spesifiset yhdisteet ovat haastavia mitata ollenkaan. Monet tiedemiehet, mukaan lukien minä, omistautuvat urallaan uusien laitteiden suunnitteluun ja rakentamiseen mittausten parantamiseksi ja edelleen ymmärryksemme ilmakehästä ja siitä, miten se vaikuttaa meihin.

Vuonna 2018 julkaistujen tulipalojen äskettäin julkaistussa tutkimuksessa kollegani ja minä näytimme kuinka savuhiukkaset muuttuivat nopeasti, kun niitä kuljettiin myötätuulessa.

Osa hiukkasista haihtui kaasuiksi, samanlainen kuin sateen lätäkkö haihtui vesihöyryksi, kun aurinko tuli ulos. Samaan aikaan jotkut savun kaasuista käyvät läpi reaktioita muodostaen uusia hiukkasia, jotka muistuttavat vesihöyryä, joka tiivistyy pilveksi tai kastepisaroiksi. Samaan aikaan tapahtui kemiallisia reaktioita, jotka muuttivat itse molekyylejä.

Kun nämä molekyylit reagoivat auringonvalon ja muiden ilmakehässä olevien kaasujen kanssa, savu muuttui perusteellisesti. Tätä tarkoitamme, kun tutkijat puhuvat savun "vanhenemisesta" tai "vanhentumisesta" ajan myötä. Muu viimeaikainen tutkimus on alkanut osoittaa, kuinka metsäpalosavusta voi tulla myrkyllisempi ikääntyessään.

Mitä kaikki nämä muutokset merkitsevät terveydelle?

Savun aiheuttamat terveyshaitat johtuvat suurelta osin siitä, kuinka paljon PM2.5: ää se sisältää. Nämä ovat pieniä hiukkasia, murto-osa ihmisen hiusten leveydestä, jotka voidaan hengittää syvälle keuhkoihin, missä ne voivat ärsyttää hengitysteitä. Jopa lyhytaikainen altistuminen voi pahentaa sydän- ja keuhkovaivoja.

PM2.5-hiukkaset ovat pieniä alle 2.5 mikronin poikki. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto

Kemialliset reaktiot hallitsevat, kuinka paljon PM2.5: tä on tulipalossa, kun sitä kuljetetaan poispäin tulipaloista ja väestökeskuksiin. Käyttämällä lentokonemittauksiamme näiden prosessien ymmärtämiseksi me kemikot voimme ennustaa paremmin, kuinka paljon PM2.5: ää on läsnä ikääntyneessä savussa.

Yhdessä meteorologian ennustamisen kanssa, joka ennustaa savun menemisen, tämä voi johtaa parempiin ilmanlaatumalleihin, jotka voivat kertoa myötätuulelle, altistuvatko he epäterveelle ilmalle.

Parempi ilmanlaadun ennuste

Tulipalojen lisääntyessä uutisissa yhä useammat ihmiset ovat tietoisia omasta ilmanlaadustaan. Resurssit, kuten AirNow Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston toimittamat ajantasaiset ja ennustetut ilmanlaatutiedot sekä selitykset terveysvaaroille. Paikallista tietoa on usein saatavissa myös valtion tai alueellisista virastoista.

Tulipalojen savu muutti keskipäivän taivaan oranssiksi San Franciscossa 9. syyskuuta 2020. AP-kuva / Tony Avelar

Ilmanlaadun mittaukset ja ennusteet voivat auttaa ihmisiä välttää epäterveellisiä tilanteita, erityisesti herkät ryhmät, kuten astma. Ennustettuina epäterveellisen ilmanlaadun aikoina paikalliset tai osavaltioiden hallitukset voivat käyttää ennusteita vähentääkseen muita pilaantumislähteitä, kuten estää puun polttamista asuinrakennuksissa tai paljon päästöjä aiheuttavaa teollista toimintaa.

Tulevaisuutta silmällä pitäen tulipalon savu leviää todennäköisesti lännessä vuosittain useista syistä. Lämpötila nousee jättävät maiseman kuivemmaksi ja syttyvämmäksi. Samaan aikaan yhä useammat ihmiset rakentavat kotejaan villimaan ja kaupunkien rajapinta, mikä luo enemmän mahdollisuuksia tulipalojen syttymiseen.

Suuri tiedeyhteisö, mukaan lukien minä, pyrkivät ymmärtämään paremmin metsäpalopäästöjä ja niiden muutoksia, kun ne puhaltavat myötätuuliin. Tämä tieto parantaa metsäpalojen ilmanlaadun ja terveysvaikutusten ennusteita, jotta ihmiset voivat oppia sopeutumaan ja välttämään pahimmat terveysvaikutukset.

kirjailijasta

Brett B. Palm, tutkijatohtori ilmakemiassa Washingtonin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

Elämä hiilen jälkeen: kaupunkien seuraava globaali muutos

by Peter Plastrik, John Cleveland
Kaupungiemme tulevaisuus ei ole se, mitä se oli aiemmin. Nykyaikainen kaupunki -malli, joka otettiin maailmanlaajuisesti käyttöön kahdennenkymmenennellä vuosisadalla, on ylittänyt sen hyödyllisyyden. Se ei voi ratkaista ongelmia, joita se auttoi luomaan - erityisesti ilmaston lämpenemistä. Onneksi kaupungeissa on tulossa uusi kaupunkikehitysmalli ilmastonmuutoksen todellisuuden torjumiseksi. Se muuttaa tapaa, jolla kaupungit suunnittelevat ja käyttävät fyysistä tilaa, tuottavat taloudellista vaurautta, kuluttavat ja hävittävät resursseja, hyödyntävät ja ylläpitävät luonnon ekosysteemejä ja valmistautuvat tulevaisuuteen. Saatavana Amazon

Kuudes sukupuutto: luonnoton historia

esittäjä (t): Elizabeth Kolbert
Viimeisten puolen miljardin vuoden aikana on tapahtunut viisi massiivista sukupuuttoa, kun maan monimuotoisuus yhtäkkiä ja dramaattisesti supistui. Tiedemiehet ympäri maailmaa valvovat kuudennen sukupuuttoon, ja ennustetaan olevan tuhoisin sukupuuttoon liittyvä tapahtuma, koska asteroidivaikutus, joka hävisi dinosaurukset. Tällä kertaa kataklysmi on meille. Proseissa, jotka ovat heti avoimia, viihdyttäviä ja syvästi informoituneita, Newyorkilainen kirjailija Elizabeth Kolbert kertoo, miksi ja miten ihminen on muuttanut elämää planeetalla tavalla, jota mikään laji ei ole ennen. Kolbert tarjoaa tutkimukselle puoli tusinaa tieteenaloja, kuvaukset kiehtovista lajeista, jotka ovat jo kadonneet, ja sukupuuton historiasta käsitteenä, Kolbert tarjoaa liikkuvan ja kattavan selvityksen katoamisistamme, jotka tapahtuvat silmiemme edessä. Hän osoittaa, että kuudes sukupuutto on todennäköisesti ihmiskunnan kestävin perintö, joka pakottaa meidät harkitsemaan uudelleen perustavanlaatuista kysymystä siitä, mitä tarkoittaa olla ihminen. Saatavana Amazon

Ilmaston sodat: taistelu selviytymisestä maailman ylikuumenemisena

esittäjä (t): Gwynne Dyer
Ilmasto-pakolaisten aallot. Kymmenet epäonnistuneet valtiot. Kaikki sota. Yhdestä maailman suurista geopoliittisista analyytikoista tulee kauhistuttava näkemys lähitulevaisuuden strategisista realiteeteista, kun ilmastonmuutos herättää maailman valtaa kohti kurkkumielisyyttä. Prescient ja unflinching, Ilmaston sodat on yksi tulevien vuosien tärkeimmistä kirjoista. Lue se ja selvitä, mitä olemme menossa. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.