דגימת עשן מאש משמעה לפעמים הוצאת צינור מהחלון של מטוס. ברט פאלם / אוניברסיטת וושינגטון, CC BY-ND

שנת 2020 תיזכר מסיבות רבות, כולל שלה שריפות בר שובר שיאים שהפך את השמים של סן פרנסיסקו גוון אפוקליפטי של אדום ושמיכה חלקים גדולים מהמערב בעשן במשך שבועות ארוכים.

קליפורניה מנוסה חמש מתוך שש השריפות הגדולות ביותר שלה שיא בשנת 2020, כולל המודרני הראשון "ג'יגאפייר, "שריפת שדה קוצים שנשרפה מעל מיליון דונם. קולורדו ראתה את זה שלוש שריפות גדולות ביותר ברשומה.

אמנם העשן יכול לגרום לשקיעות יפות, אך יכולות להיות לו השלכות קשות גם על בריאות האדם.

אני כימאי אטמוספריוהאווירה היא המעבדה שלי. כשאני מסתכל בשמים אני רואה תערובת של אלפים רבים של תרכובות כימיות שונות האינטראקציה זו עם זו עם אור השמש.

התגובות והטרנספורמציות באטמוספירה גורמות לעשן מאש להשתנות באופן דרמטי בזמן שהוא יורד ברוח, ומחקרים הראו שהוא יכול לצמוח. רעיל יותר ככל שהוא מזדקן. על מנת לחזות במדויק את השפעות פליטת השריפה על אוכלוסיות הרוח ולהנפיק אזהרות איכות אוויר ממוקדות יותר ככל שעונות השריפה מחמירות, עלינו להבין אילו כימיקלים נפלטים וכיצד עשן משתנה עם הזמן.

כדי להבין זאת, עמיתי ואני הטיסנו מטוסים אל נזיפי העשן של כמה מדורות השדה הגדולות של המערב.

איך אנו חוקרים שריפות

לא ניתן לשחזר במעבדה שריפות גדולות והדרך בה הרוח נושאת את עשן. זה מקשה עליהם ללמוד. אחת הדרכים הטובות ביותר ללמוד על כימיה אמיתית של עשן השריפה היא לטעום אותה ישירות באטמוספירה.

In 2018 ו 2019, עמיתי ואני חצינו את השמים על פני שריפות פעילים במטוסים מיוחדים עמוסים במכשירים מדעיים. כל מכשיר נועד לדגום חלק אחר מהעשן, לרוב על ידי הוצאת צינור ממש מהחלון.

אין מכשיר אחד שיכול למדוד את כל המולקולות הללו בבת אחת. למעשה, כמה תרכובות ספציפיות מהוות אתגר למדוד בכלל. מדענים רבים, כולל אני, מקדישים את הקריירה שלהם לעיצוב ובניית מכשירים חדשים לשיפור המדידות שלנו ולהמשיך לקדם את הבנתנו את האטמוספירה וכיצד היא משפיעה עלינו.

במחקר שפורסם לאחרונה משריפת השריפה בשנת 2018, הקולגות שלי ואני הראינו איך חלקיקי העשן התחלפו במהירות כשהם מועברים ברוח.

חלק מהחלקיקים התאדו לגזים, בדומה לשלולית גשם שהתנדפה לאדי מים כשהשמש יוצאת. במקביל, חלק מהגזים בעשן עברו תגובות כדי ליצור חלקיקים חדשים, בדומה לאדי מים המתעבים ליצירת עננות או טיפות טל. בינתיים התרחשו תגובות כימיות ששינו את המולקולות עצמן.

כאשר מולקולות אלה הגיבו עם אור שמש וגזים אחרים באטמוספירה, העשן הוסב ביסודו. לזה אנו מתכוונים כאשר מדענים מדברים על עישון "הזדקנות" או "התיישנות" לאורך זמן. מחקרים אחרונים אחרים החלו להראות כיצד יכול להיות שעשן מאש רעיל יותר ככל שהוא מזדקן.

מה המשמעות של כל השינויים הללו לבריאות?

הנזק הבריאותי מעשן נובע במידה רבה מכמות PM2.5 שהוא מכיל. אלה הם חלקיקים זעירים, חלק קטן מרוחב שיער אדם, שניתן לנשום עמוק לריאות שם הם יכולים לגרות את דרכי הנשימה. גם חשיפה לטווח קצר יכולה להחמיר בעיות לב וריאות.

חלקיקי PM2.5 זעירים ברוחב של פחות מ -2.5 מיקרון. המשרד להגנת הסביבה בארה"ב

תגובות כימיות שולטות בכמות PM2.5 בעשן אש בשדה קוצים כאשר הוא מועבר מהשריפות ולמרכזי אוכלוסייה. בעזרת מדידות המטוסים שלנו כדי להבין תהליכים אלה, אנו כימאים יכולים לחזות טוב יותר כמה PM2.5 יהיה בעשן מיושן.

בשילוב עם חיזוי מטאורולוגיה המנבא לאן יעבור העשן, הדבר עלול להוביל לשיפור דגמי איכות האוויר שיכולים לומר לאנשים ברוח אם הם ייחשפו לאוויר לא בריא.

חיזוי איכות אוויר טוב יותר

עם שריפות קוצים בחדשות, יותר אנשים הפכו מודעים לאיכות האוויר שלהם. משאבים כגון AirNow מהסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית מספקים נתוני איכות אוויר עדכניים וחזויים, לצד הסברים על הסכנות הבריאותיות. מידע מקומי זמין לעיתים קרובות גם מסוכנויות ממלכתיות או אזוריות.

עשן משריפות הפך את שמי הצהריים לכתום בסן פרנסיסקו ב -9 בספטמבר 2020. תמונת AP / טוני אוולאר

מדידות ותחזיות באיכות האוויר יכולות לעזור לאנשים הימנע ממצבים לא בריאים, במיוחד קבוצות רגישות כגון אנשים עם אסתמה. במהלך תקופות צפויות של איכות אוויר לא בריאה, ממשלות מקומיות או מדינות יכולות להשתמש בתחזיות כדי להפחית מקורות זיהום אחרים, כמו להרתיע שריפת עצים למגורים או פעילויות תעשייתיות בעלות פליטה גבוהה.

במבט לעתיד, עשן מאש צפוי להיות נפוץ ברחבי המערב מדי שנה מכמה סיבות. טמפרטורות עולה משאירים את הנוף יבש יותר ודליק יותר. במקביל, יותר אנשים בונים בתים ב ממשק בר-עירוני, יצירת הזדמנויות נוספות להפעלת שריפות.

קהילה גדולה של מדענים כולל אותי פועלת להבין טוב יותר את פליטת האש וכיצד הם משתנים כשהם נושפים לקהילות ברוח. ידע זה ישפר את התחזיות לגבי איכות האוויר וההשפעות הבריאותיות של עשן שריפת השדה, כך שאנשים יוכלו ללמוד להסתגל ולהימנע מההשלכות הבריאותיות הגרועות ביותר.

על המחבר

ברט ב 'פאלם, חוקר פוסט-דוקטורט בכימיה אטמוספרית, אוניברסיטת וושינגטון

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.

ספרים קשורים

החיים אחרי הפחמן: השינוי הגלובלי הבא של ערים

by Peter Plastrik, ג'ון קליבלנד
העתיד של הערים שלנו הוא לא מה שהיה פעם. המודל של העיר המודרנית שהשתלט ברחבי העולם במאה העשרים, שרד את תועלתו. זה לא יכול לפתור את הבעיות שהוא עזר ליצור - במיוחד ההתחממות הגלובלית. למרבה המזל, מודל חדש להתפתחות עירונית מתהווה בערים כדי להתמודד באגרסיביות עם מציאות שינויי האקלים. זה הופך את האופן בו ערים מתכננות ומשתמשות במרחב פיזי, מייצרות עושר כלכלי, צורכים ומשליכים משאבים, מנצלים ומתקיימים את המערכות האקולוגיות הטבעיות ומתכוננים לעתיד. זמין באמזון

ההכחדה השישית: היסטוריה לא טבעית

מאת אליזבת קולברט
בחצי מיליארד השנים האחרונות היו חמש הכחדות המוניות, כאשר המגוון של החיים על פני האדמה התכווץ לפתע ודרמטית. מדענים ברחבי העולם עוקבים בימים אלה אחר ההכחדה השישית, שחזויה להיות אירוע ההכחדה ההרסני ביותר מאז ההשפעה של האסטרואיד שמחה את הדינוזאורים. הפעם, האסון הוא אנחנו. בפרוזה שהיא גלויה, מבדרת ומושכלת עמוק בבת אחת. ניו יורקר הסופרת אליזבת קולברט מספרת לנו מדוע ואיך בני האדם שינו את החיים בכוכב הלכת באופן ששום מין לא עשה לפני כן. מחקר שזור בין כחצי תריסר תחומים, תיאורים של המינים המרתקים שכבר אבדו והיסטוריה של הכחדה כמושג, קולבר מספק תיאור מרגש ומקיף של ההיעלמות המתרחשת לנגד עינינו. היא מראה שההכחדה השישית עשויה להיות המורשת האחרונה ביותר של האנושות, ומכריחה אותנו לחשוב מחדש על השאלה המהותית של המשמעות של להיות אנושי. זמין באמזון

מלחמות אקלים: המאבק להישרדות ככל שהעולם יתר על המידה

מאת גווין דייר
גלי פליטי אקלים. עשרות מדינות כושלות. מלחמה כוללת. מאחד האנליסטים הגיאו-פוליטיים הגדולים בעולם מגיע הצצה מבהילה למציאויות האסטרטגיות של העתיד הקרוב, כאשר שינויי האקלים מניעים את כוחות העולם לעבר הפוליטיקה ההישרדותית הקצוצה. קדימה ולא מתרפק, מלחמות אקלים יהיה אחד הספרים החשובים של השנים הבאות. קרא אותו וגלה לאן אנו הולכים. זמין באמזון

מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.