การสุ่มตัวอย่างควันไฟป่าบางครั้งอาจหมายถึงการยื่นท่อออกไปนอกหน้าต่างของเครื่องบิน Brett Palm / มหาวิทยาลัยวอชิงตัน, CC BY-ND

ปี 2020 จะถูกจดจำด้วยเหตุผลหลายประการรวมถึง ไฟป่าที่ทำลายสถิติ ที่พลิกท้องฟ้าของซานฟรานซิสโก สันทรายสีแดง และปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของตะวันตกในกลุ่มควันเป็นเวลาหลายสัปดาห์

แคลิฟอร์เนียมีประสบการณ์ ไฟที่ใหญ่ที่สุดห้าในหกครั้ง เป็นประวัติการณ์ในปี 2020 ซึ่งรวมถึง "กิกะไฟร์,” ไฟป่าที่เผาผลาญพื้นที่กว่า 1 ล้านเอเคอร์ โคโลราโดเห็นมัน ไฟไหม้ที่ใหญ่ที่สุดสามครั้ง ในบันทึก

ในขณะที่ควันสามารถทำให้พระอาทิตย์ตกที่สวยงาม แต่ก็อาจส่งผลร้ายต่อสุขภาพของมนุษย์ได้เช่นกัน

ฉันเป็น นักเคมีบรรยากาศและบรรยากาศคือห้องทดลองของฉัน เมื่อฉันมองไปบนท้องฟ้าฉันเห็นส่วนผสมของสารประกอบทางเคมีหลายพันชนิดที่ทำปฏิกิริยากันและกับแสงแดด

ปฏิกิริยาและการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศทำให้ควันไฟป่าเปลี่ยนไปอย่างมากเมื่อเดินทางไปตามลมและจากการศึกษาพบว่าสามารถเติบโตได้ เป็นพิษมากขึ้นเมื่ออายุมากขึ้น. ในการคาดการณ์ผลกระทบของการปล่อยไฟป่าที่มีต่อประชากรที่อยู่ในคลื่นและออกคำเตือนคุณภาพอากาศที่ตรงเป้าหมายมากขึ้นเมื่อฤดูกาลที่เกิดไฟป่าเลวร้ายลงเราต้องเข้าใจว่าสารเคมีชนิดใดถูกปล่อยออกมาและควันเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาอย่างไร

เพื่อให้เข้าใจว่าเพื่อนร่วมงานของฉันและฉันบินเครื่องบินเข้าไปในกลุ่มควันของไฟป่าขนาดใหญ่บางส่วนของตะวันตก

เราศึกษาไฟป่าอย่างไร

ไฟป่าขนาดใหญ่และทางลมที่พัดพาควันของพวกมันไม่สามารถจำลองได้ง่ายๆในห้องปฏิบัติการ ทำให้ยากต่อการศึกษา วิธีที่ดีที่สุดวิธีหนึ่งในการเรียนรู้เกี่ยวกับเคมีควันไฟป่าที่แท้จริงคือการสุ่มตัวอย่างในชั้นบรรยากาศโดยตรง

In 2018 และ 2019เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันบินข้ามท้องฟ้าเหนือไฟป่าที่กำลังดำเนินอยู่ในเครื่องบินพิเศษที่เต็มไปด้วยเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ เครื่องมือแต่ละชิ้นได้รับการออกแบบมาเพื่อเก็บตัวอย่างควันในส่วนต่างๆโดยมักจะยื่นท่อออกไปนอกหน้าต่าง

ไม่มีเครื่องมือเดียวที่สามารถวัดโมเลกุลเหล่านี้ทั้งหมดได้ในครั้งเดียว ในความเป็นจริงสารประกอบเฉพาะบางชนิดเป็นความท้าทายในการวัดเลย นักวิทยาศาสตร์หลายคนรวมถึงตัวฉันเองอุทิศอาชีพในการออกแบบและสร้างเครื่องมือใหม่ ๆ เพื่อปรับปรุงการวัดของเราและพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับบรรยากาศและผลกระทบต่อเราต่อไป

ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ใหม่จากไฟป่าปี 2018 เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันแสดงให้เห็น อนุภาคของควันเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วอย่างไรเมื่อถูกพัดพาไป

อนุภาคบางส่วนระเหยกลายเป็นก๊าซคล้ายกับแอ่งน้ำฝนที่ระเหยกลายเป็นไอน้ำเมื่อดวงอาทิตย์ออกมา ในเวลาเดียวกันก๊าซบางส่วนในควันกำลังเกิดปฏิกิริยาเพื่อสร้างอนุภาคใหม่คล้ายกับไอน้ำที่กลั่นตัวเป็นก้อนเมฆหรือหยดน้ำค้าง ในขณะเดียวกันก็เกิดปฏิกิริยาทางเคมีเปลี่ยนแปลงโมเลกุลด้วยกันเอง

เมื่อโมเลกุลเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับแสงแดดและก๊าซอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศควันจึงถูกเปลี่ยนไปโดยพื้นฐาน นี่คือสิ่งที่เราหมายถึงเมื่อนักวิทยาศาสตร์พูดถึงควัน "ความชรา" หรือการ "เหม็นอับ" เมื่อเวลาผ่านไป งานวิจัยล่าสุดอื่น ๆ ได้เริ่มแสดงให้เห็นว่าควันไฟป่ากลายเป็นอย่างไร เป็นพิษมากขึ้นเมื่ออายุมากขึ้น.

การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้มีความหมายอย่างไรต่อสุขภาพ?

ความเสียหายต่อสุขภาพจากควันส่วนใหญ่เป็นผลมาจากปริมาณ PM2.5 ที่มีอยู่ อนุภาคเหล่านี้เป็นอนุภาคเล็ก ๆ ซึ่งมีความกว้างเพียงเศษเสี้ยวของความกว้างของเส้นผมมนุษย์ซึ่งสามารถหายใจเข้าปอดลึก ๆ ซึ่งจะทำให้ระคายเคืองทางเดินหายใจได้ แม้แต่การเปิดรับแสงในระยะสั้นก็ทำได้ ทำให้ปัญหาหัวใจและปอดแย่ลง.

อนุภาค PM2.5 มีขนาดเล็กน้อยกว่า 2.5 ไมครอน หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐ

ปฏิกิริยาทางเคมีควบคุมปริมาณ PM2.5 ในควันไฟป่าเนื่องจากถูกเคลื่อนย้ายออกไปจากไฟและเข้าสู่ศูนย์ประชากร การใช้การวัดบนเครื่องบินของเราเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการเหล่านี้ทำให้นักเคมีสามารถคาดเดาได้ดีขึ้นว่าจะมี PM2.5 อยู่ในควันที่มีอายุมากเพียงใด

เมื่อรวมกับการพยากรณ์ทางอุตุนิยมวิทยาที่คาดการณ์ว่าควันจะไปที่ใดสิ่งนี้อาจนำไปสู่แบบจำลองคุณภาพอากาศที่ดีขึ้นซึ่งสามารถบอกผู้คนที่อยู่ในลมได้ว่าพวกเขาจะสัมผัสกับอากาศที่ไม่ดีต่อสุขภาพหรือไม่

การพยากรณ์คุณภาพอากาศที่ดีขึ้น

เมื่อมีข่าวไฟป่าเพิ่มมากขึ้นผู้คนจำนวนมากจึงตระหนักถึงคุณภาพอากาศของตนเอง ทรัพยากรเช่น แอร์นาว จากหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกาให้ข้อมูลคุณภาพอากาศในปัจจุบันและที่คาดการณ์ไว้พร้อมกับคำอธิบายเกี่ยวกับอันตรายต่อสุขภาพ ข้อมูลท้องถิ่นมักจะหาได้จากหน่วยงานของรัฐหรือภูมิภาคเช่นกัน

ควันไฟจากไฟป่าทำให้ท้องฟ้ายามเที่ยงเป็นสีส้มในซานฟรานซิสโกเมื่อวันที่ 9 กันยายน 2020 AP Image / Tony Avelar

การตรวจวัดและพยากรณ์คุณภาพอากาศสามารถช่วยผู้คนได้ หลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่ไม่ดีต่อสุขภาพโดยเฉพาะกลุ่มที่อ่อนไหวเช่นผู้ที่เป็นโรคหอบหืด ในช่วงเวลาที่คาดการณ์ไว้ว่าคุณภาพอากาศไม่ดีต่อสุขภาพรัฐบาลท้องถิ่นหรือของรัฐสามารถใช้การคาดการณ์เพื่อลดแหล่งมลพิษอื่น ๆ เช่นการกีดกันการเผาไม้ในที่อยู่อาศัยหรือกิจกรรมทางอุตสาหกรรมที่มีการปล่อยมลพิษสูง

เมื่อมองไปในอนาคตควันไฟป่ามีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายไปทั่วตะวันตกในแต่ละปีด้วยสาเหตุหลายประการ อุณหภูมิที่สูงขึ้น กำลังปล่อยให้ภูมิอากาศแห้งและไวไฟมากขึ้น ในขณะเดียวกันผู้คนจำนวนมากขึ้นกำลังสร้างที่อยู่อาศัยใน ส่วนต่อประสานระหว่างเมืองและเมืองสร้างโอกาสมากขึ้นในการเริ่มการยิง

ชุมชนนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากรวมทั้งฉันกำลังทำงานเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการปล่อยไฟป่าให้ดีขึ้นและวิธีที่พวกเขาเปลี่ยนแปลงเมื่อพัดเข้าสู่ชุมชนล่อง ความรู้ดังกล่าวจะช่วยปรับปรุงการคาดการณ์คุณภาพอากาศและผลกระทบต่อสุขภาพของควันไฟป่าผู้คนจึงสามารถเรียนรู้ที่จะปรับตัวและหลีกเลี่ยงผลกระทบด้านสุขภาพที่เลวร้ายที่สุด

เกี่ยวกับผู้เขียน

เบร็ทบีปาล์มนักวิจัยหลังปริญญาเอกสาขาเคมีบรรยากาศ มหาวิทยาลัยวอชิงตัน

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

Life After Carbon: การเปลี่ยนแปลงระดับโลกครั้งต่อไปของเมือง

by Peter Plastrik, John Cleveland
อนาคตของเมืองของเราไม่ใช่สิ่งที่มันเคยเป็น รูปแบบเมืองที่ทันสมัยที่มีอยู่ทั่วโลกในศตวรรษที่ยี่สิบนั้นมีประโยชน์ยาวนานกว่า ไม่สามารถแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นได้โดยเฉพาะภาวะโลกร้อน โชคดีที่รูปแบบใหม่สำหรับการพัฒนาเมืองกำลังเกิดขึ้นในเมืองเพื่อรับมือกับความเป็นจริงของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ มันเปลี่ยนวิธีที่เมืองออกแบบและใช้พื้นที่ทางกายภาพสร้างความมั่งคั่งทางเศรษฐกิจบริโภคและกำจัดทรัพยากรใช้ประโยชน์และรักษาระบบนิเวศทางธรรมชาติและเตรียมความพร้อมสำหรับอนาคต วางจำหน่ายใน Amazon

การสูญพันธุ์ครั้งที่หก: ประวัติศาสตร์ที่ผิดธรรมชาติ

โดย Elizabeth Kolbert
ในช่วงครึ่งพันล้านปีที่ผ่านมามีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ห้าครั้งเมื่อความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลกหดตัวลงอย่างกะทันหัน นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังติดตามการสูญพันธุ์ครั้งที่หกซึ่งคาดการณ์ว่าจะเป็นเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดนับตั้งแต่ผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยที่ทำลายล้างไดโนเสาร์ คราวนี้หายนะคือเรา ในร้อยแก้วที่ตรงไปตรงมาสนุกสนานและได้รับข้อมูลอย่างลึกซึ้ง Yorker ใหม่ Elizabeth Kolbert ผู้เขียนบอกเราว่าทำไมและมนุษย์มีการเปลี่ยนแปลงชีวิตบนโลกในแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน การผสมผสานระหว่างการวิจัยในครึ่งสาขามีคำอธิบายเกี่ยวกับเผ่าพันธุ์ที่น่าหลงไหลที่หายไปและประวัติศาสตร์การสูญพันธุ์ในฐานะแนวคิด Kolbert ให้การเคลื่อนไหวที่ครอบคลุมและครอบคลุมเกี่ยวกับการหายตัวไปที่เกิดขึ้นต่อหน้าต่อตาเรา เธอแสดงให้เห็นว่าการสูญพันธุ์ครั้งที่หกน่าจะเป็นมรดกที่ยั่งยืนที่สุดของมนุษยชาติกระตุ้นให้เราคิดทบทวนคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับความหมายของการเป็นมนุษย์ วางจำหน่ายใน Amazon

Climate Wars: การต่อสู้เพื่อเอาชีวิตรอดเมื่อโลกร้อนแรง

โดย Gwynne Dyer
คลื่นของผู้ลี้ภัยสภาพภูมิอากาศ รัฐล้มเหลวหลายสิบแห่ง สงครามออกทั้งหมด. จากหนึ่งในนักวิเคราะห์ทางภูมิรัฐศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ของโลกได้เห็นแววอันน่าสะพรึงกลัวของความเป็นจริงเชิงกลยุทธ์ในอนาคตอันใกล้นี้เมื่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศขับเคลื่อนพลังของโลกที่มีต่อการเมืองความอยู่รอด มีสติและไม่ท้อถอย สงครามสภาพภูมิอากาศ จะเป็นหนึ่งในหนังสือที่สำคัญที่สุดของปีที่จะมาถึง อ่านและค้นหาสิ่งที่เรากำลังมุ่งหน้าไป วางจำหน่ายใน Amazon

จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา