Menconteng asap api kadang-kadang bermaksud melekatkan tiub ke luar tingkap kapal terbang. Brett Palm / Universiti Washington, CC BY-ND

Tahun 2020 akan dikenang kerana banyak sebab, termasuk memecahkan rekod kebakaran hutan yang menjadikan langit San Francisco menjadi naungan merah apokaliptik dan menyelimuti sebahagian besar Barat dalam asap selama berminggu-minggu.

California berpengalaman lima daripada enam kebakaran terbesarnya direkodkan pada tahun 2020, termasuk moden pertama "gigafire, ”Api liar yang membakar lebih dari 1 juta ekar. Colorado melihatnya tiga kebakaran terbesar di rakam.

Walaupun asap dapat menyebabkan matahari terbenam yang indah, ia juga boleh membawa kesan buruk bagi kesihatan manusia.

saya adalah ahli kimia atmosfera, dan suasananya adalah makmal saya. Ketika saya melihat langit, saya melihat campuran beribu-ribu sebatian kimia yang berbeza saling berinteraksi dan cahaya matahari.

Reaksi dan transformasi di atmosfera menyebabkan asap api berubah secara mendadak ketika bergerak ke arah bawah, dan kajian menunjukkan bahawa ia dapat tumbuh lebih beracun seiring usia. Untuk meramalkan kesan pelepasan api liar secara tepat pada populasi angin kencang dan mengeluarkan amaran kualiti udara yang lebih disasarkan ketika musim kebakaran semakin teruk, kita harus memahami bahan kimia mana yang dipancarkan dan bagaimana asap berubah seiring dengan waktu.

Untuk mengetahui hal itu, saya dan rakan sekerja menerbangkan kapal terbang ke dalam kepulan asap dari beberapa api besar di Barat.

Bagaimana kita mengkaji kebakaran hutan

Kebakaran liar yang besar dan cara angin membawa asapnya tidak dapat ditiru dengan mudah di makmal. Ini menjadikan mereka sukar untuk belajar. Salah satu kaedah terbaik untuk belajar mengenai kimia asap api sebenar adalah dengan mencuba secara langsung di atmosfera.

In 2018 and 2019, rakan-rakan saya dan saya menyeberangi langit di atas api liar yang aktif di pesawat khas yang sarat dengan instrumen saintifik. Setiap instrumen dirancang untuk mengambil sampel bahagian asap yang berbeda, sering dengan melekatkan tiub ke luar tingkap.

Tidak ada instrumen tunggal yang dapat mengukur semua molekul ini sekaligus. Sebenarnya, sebilangan sebatian khusus adalah cabaran untuk diukur sama sekali. Banyak saintis, termasuk saya, mendedikasikan kerjaya mereka untuk merancang dan membina instrumen baru untuk meningkatkan pengukuran kita dan terus memajukan pemahaman kita tentang suasana dan bagaimana ia mempengaruhi kita.

Dalam penyelidikan yang baru diterbitkan dari kebakaran hutan 2018, saya dan rakan sekerja menunjukkan bagaimana zarah-zarah asap berubah dengan cepat ketika dibawa ke arah angin bawah.

Sebilangan zarah menguap menjadi gas, mirip dengan genangan hujan yang menguap menjadi wap air ketika Matahari keluar. Pada saat yang sama, beberapa gas dalam asap mengalami reaksi untuk membentuk zarah baru, mirip dengan wap air yang mengembun untuk membentuk tetesan awan atau embun. Sementara itu, tindak balas kimia berlaku, mengubah molekul itu sendiri.

Oleh kerana molekul-molekul ini bertindak balas dengan cahaya matahari dan gas-gas lain di atmosfera, asapnya pada dasarnya berubah. Inilah yang kita maksudkan ketika para saintis berbicara tentang asap "penuaan" atau "basi" dari masa ke masa. Penyelidikan baru-baru ini mula menunjukkan bagaimana asap api dapat menjadi lebih beracun seiring usia.

Apa maksud semua perubahan ini untuk kesihatan?

Kerosakan kesihatan akibat asap adalah sebahagian besar dari jumlah PM2.5 yang dikandungnya. Ini adalah zarah-zarah kecil, pecahan selebar rambut manusia, yang dapat bernafas jauh ke dalam paru-paru di mana mereka boleh merengsakan saluran pernafasan. Pendedahan jangka pendek pun boleh memburukkan lagi masalah jantung dan paru-paru.

Zarah PM2.5 berukuran kurang dari 2.5 mikron. Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS

Reaksi kimia mengawal seberapa banyak PM2.5 dalam asap api kerana ia dibawa dari kebakaran dan ke pusat-pusat populasi. Dengan menggunakan ukuran pesawat kami untuk memahami proses ini, kami ahli kimia dapat meramalkan lebih baik jumlah PM2.5 yang akan terdapat pada asap yang berusia.

Dikombinasikan dengan ramalan meteorologi yang meramalkan ke mana asap akan pergi, ini dapat menyebabkan model kualiti udara bertambah baik yang dapat memberitahu orang-orang ke bawah sama ada mereka akan terdedah kepada udara yang tidak sihat.

Ramalan kualiti udara yang lebih baik

Dengan kebakaran yang semakin meningkat dalam berita, semakin banyak orang menyedari kualiti udara mereka sendiri. Sumber seperti AirNow dari Badan Perlindungan Alam Sekitar AS memberikan data kualiti udara terkini dan yang diramalkan, bersama dengan penjelasan mengenai bahaya kesihatan. Maklumat tempatan juga sering didapati dari agensi negeri atau wilayah.

Asap dari kebakaran hutan menjadi oren langit tengah hari di San Francisco pada 9 September 2020. Gambar AP / Tony Avelar

Pengukuran dan ramalan kualiti udara dapat membantu orang elakkan situasi tidak sihat, terutamanya kumpulan sensitif seperti penghidap asma. Selama jangkaan kualiti udara yang tidak sihat, kerajaan tempatan atau negeri dapat menggunakan ramalan untuk mengurangkan sumber pencemaran lain, seperti tidak menggalakkan kegiatan pembakaran kayu kediaman atau aktiviti industri yang tinggi.

Melihat ke masa depan, asap api liar cenderung meluas di seluruh Barat setiap tahun kerana beberapa sebab. Meningkat suhu menjadikan landskap lebih kering dan mudah terbakar. Pada masa yang sama, lebih banyak orang membina rumah di antara muka liar-bandar, mewujudkan lebih banyak peluang untuk memulakan kebakaran.

Komuniti saintis yang besar termasuk saya berusaha untuk lebih memahami pelepasan api liar dan bagaimana mereka berubah ketika mereka melanda komuniti angin bawah. Pengetahuan itu akan meningkatkan ramalan untuk kualiti udara dan kesan kesihatan akibat asap api, sehingga orang dapat belajar menyesuaikan diri dan menghindari akibat kesihatan yang paling buruk.

Mengenai Penulis

Brett B. Palm, Penyelidik Pasca Doktoral dalam Kimia Atmosfera, Universiti Washington

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

Kehidupan Selepas Karbon: Transformasi Dunia Sedunia

by Peter Plastrik, John Cleveland
Masa depan bandar-bandar kita bukanlah perkara biasa. Model kota-kota yang memegang global pada abad ke-20 telah melampaui kegunaannya. Ia tidak dapat menyelesaikan masalah yang dapat membantu mewujudkan pemanasan global terutamanya. Mujurlah, satu model baru untuk pembangunan bandar muncul di bandar-bandar untuk mengatasi realiti perubahan iklim secara agresif. Ia mengubah cara reka bentuk bandar dan menggunakan ruang fizikal, menjana kekayaan ekonomi, mengambil dan melupuskan sumber, mengeksploitasi dan mengekalkan ekosistem semulajadi, dan bersedia untuk masa depan. Tersedia di Amazon

Kepupusan Keenam: Sejarah Unik

oleh Elizabeth Kolbert
Sepanjang tahun setengah bilion yang terakhir, terdapat Lima kepupusan besar-besaran, apabila kepelbagaian kehidupan di bumi tiba-tiba dan secara mendadak dikontrak. Para saintis di seluruh dunia sedang memantau kepupusan keenam, yang diramalkan sebagai peristiwa kepupusan yang paling dahsyat sejak kesan asteroid yang menghapuskan dinosaur. Kali ini, bencana itu adalah kita. Dalam prose yang sekaligus terus terang, menghiburkan, dan mendalam, New Yorker penulis Elizabeth Kolbert memberitahu kita mengapa dan bagaimana manusia telah mengubah kehidupan di planet ini dengan cara yang tidak ada spesies sebelum ini. Kajian interweaving dalam setengah dozen disiplin, penerangan tentang spesies yang menarik yang telah hilang, dan sejarah kepupusan sebagai satu konsep, Kolbert menyediakan akaun yang bergerak dan komprehensif mengenai kehilangan yang berlaku sebelum mata kita. Dia menunjukkan bahawa kepupusan keenam mungkin menjadi warisan manusia paling lama, memaksa kita untuk memikirkan semula perkara asas tentang apa yang dimaksudkan untuk menjadi manusia. Tersedia di Amazon

Perang Iklim: Perjuangan untuk Hidup sebagai Overheats Dunia

oleh Gwynne Dyer
Gelombang pelarian iklim. Berpuluh-puluh negeri yang gagal. Peperangan yang menyeluruh. Dari salah satu penganalisis geopolitik yang hebat di dunia ini, ia melihat gambaran yang nyata tentang realiti strategik masa depan yang terdekat, apabila perubahan iklim memacu kuasa-kuasa dunia ke arah politik yang terus bertahan. Prihatin dan tidak berdaya, Perang Iklim akan menjadi salah satu buku yang paling penting dalam tahun-tahun akan datang. Baca dan cari apa yang sedang kami jalankan. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, and ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.