يعني أخذ عينات من دخان حرائق الغابات أحيانًا إخراج أنبوب من نافذة الطائرة. بريت بالم / جامعة واشنطن, CC BY-ND

سيُذكر عام 2020 لأسباب عديدة ، من بينها حرائق الغابات القياسية التي حولت سماء سان فرانسيسكو الظل المروع من الأحمر وغطت أجزاء كبيرة من الغرب بالدخان لأسابيع متتالية.

شهدت كاليفورنيا خمسة من أكبر ستة حرائق مسجلاً في عام 2020 ، بما في ذلك أول "جيجافاير، "حريق هائل أدى إلى حرق أكثر من مليون فدان. رأى كولورادو أكبر ثلاث حرائق مسجل.

في حين أن الدخان يمكن أن يؤدي إلى غروب الشمس الجميل ، إلا أنه يمكن أن يكون له أيضًا عواقب وخيمة على صحة الإنسان.

أنا كيمياء الغلاف الجوي، والجو هو مختبري. عندما أنظر إلى السماء ، أرى مزيجًا من عدة آلاف من المركبات الكيميائية المختلفة التي تتفاعل مع بعضها البعض ومع ضوء الشمس.

تؤدي ردود الفعل والتحولات في الغلاف الجوي إلى تغير دخان حرائق الغابات بشكل كبير أثناء انتقاله في اتجاه الريح ، وقد أظهرت الدراسات أنه يمكن أن ينمو أكثر سمية مع تقدم العمر. من أجل التنبؤ بدقة بتأثيرات انبعاثات حرائق الغابات على سكان اتجاه الريح وإصدار تحذيرات أكثر استهدافًا لجودة الهواء مع تفاقم مواسم حرائق الغابات ، علينا أن نفهم المواد الكيميائية التي يتم إطلاقها وكيف يتغير الدخان مع مرور الوقت.

لمعرفة ذلك ، قمت أنا وزملائي بتحريك الطائرات في أعمدة الدخان من بعض حرائق الغابات الكبيرة في الغرب.

كيف ندرس حرائق الغابات

لا يمكن تكرار حرائق الغابات الكبيرة والطريقة التي تحمل بها الرياح دخانها بسهولة في المختبر. هذا يجعل من الصعب عليهم الدراسة. واحدة من أفضل الطرق للتعرف على كيمياء دخان حرائق الغابات الحقيقية هي أخذ عينات منها مباشرة في الغلاف الجوي.

In 2018 و 2019، أنا وزملائي عبرنا السماء فوق حرائق الغابات النشطة في طائرات متخصصة محملة بأجهزة علمية. تم تصميم كل أداة لأخذ عينات من جزء مختلف من الدخان ، غالبًا عن طريق لصق أنبوب حرفيًا من النافذة.

لا توجد أداة واحدة يمكنها قياس كل هذه الجزيئات مرة واحدة. في الواقع ، تشكل بعض المركبات المحددة تحديًا للقياس على الإطلاق. يكرس العديد من العلماء ، بمن فيهم أنا ، حياتهم المهنية لتصميم وبناء أدوات جديدة لتحسين قياساتنا ومواصلة تطوير فهمنا للغلاف الجوي وكيف يؤثر علينا.

في بحث منشور حديثًا عن حرائق الغابات لعام 2018 ، عرضت أنا وزملائي كيف تغيرت جزيئات الدخان بسرعة أثناء حملها في اتجاه الريح.

كانت بعض الجسيمات تتبخر إلى غازات ، على غرار بركة المطر التي تتبخر في بخار الماء عندما تخرج الشمس. في الوقت نفسه ، كانت بعض الغازات الموجودة في الدخان تمر بتفاعلات لتكوين جزيئات جديدة ، على غرار بخار الماء الذي يتكثف ليشكل سحابة أو قطرات ندى. في غضون ذلك ، كانت تحدث تفاعلات كيميائية ، غيرت الجزيئات نفسها.

عندما تفاعلت هذه الجزيئات مع ضوء الشمس والغازات الأخرى في الغلاف الجوي ، تحول الدخان بشكل أساسي. هذا ما نعنيه عندما يتحدث العلماء عن "شيخوخة" الدخان أو "تقادمه" بمرور الوقت. بدأت الأبحاث الحديثة الأخرى في إظهار كيف يمكن أن يتحول دخان حرائق الغابات أكثر سمية مع تقدم العمر.

ماذا تعني كل هذه التغييرات للصحة؟

الضرر الصحي الناجم عن الدخان ناتج إلى حد كبير عن كمية الجسيمات الدقيقة التي يحتوي عليها. هذه جزيئات صغيرة ، جزء صغير من عرض شعرة الإنسان ، يمكن أن تتنفس بعمق في الرئتين حيث يمكن أن تهيج الجهاز التنفسي. حتى التعرض قصير المدى يمكن أن يحدث تفاقم مشاكل القلب والرئة.

جسيمات PM2.5 صغيرة للغاية بقطر أقل من 2.5 ميكرون. وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة

تتحكم التفاعلات الكيميائية في كمية PM2.5 الموجودة في دخان حرائق الغابات حيث يتم نقلها بعيدًا عن الحرائق إلى المراكز السكانية. باستخدام قياسات طائراتنا لفهم هذه العمليات ، يمكننا نحن الكيميائيين أن نتنبأ بشكل أفضل بكمية PM2.5 التي ستكون موجودة في الدخان القديم.

إلى جانب تنبؤات الأرصاد الجوية التي تتنبأ أين سيذهب الدخان ، قد يؤدي ذلك إلى تحسين نماذج جودة الهواء التي يمكن أن تخبر الناس في اتجاه الريح ما إذا كانوا سيتعرضون لهواء غير صحي.

تنبؤ أفضل بجودة الهواء

مع تزايد حرائق الغابات في الأخبار ، أصبح المزيد من الناس على دراية بجودة الهواء الخاصة بهم. موارد مثل إير ناو توفر وكالة حماية البيئة الأمريكية بيانات جودة الهواء الحالية والمتوقعة ، إلى جانب تفسيرات للمخاطر الصحية. غالبًا ما تكون المعلومات المحلية متاحة من الوكالات الحكومية أو الإقليمية أيضًا.

تحول الدخان الناتج عن حرائق الغابات إلى اللون البرتقالي في سماء منتصف النهار في سان فرانسيسكو في 9 سبتمبر 2020. AP Image / توني أفيلار

يمكن أن تساعد قياسات وتوقعات جودة الهواء الناس تجنب المواقف غير الصحيةخاصة الفئات الحساسة مثل المصابين بالربو. خلال الفترات المتوقعة لنوعية الهواء غير الصحية ، يمكن للحكومات المحلية أو حكومات الولايات استخدام التنبؤات لتقليل مصادر التلوث الأخرى ، مثل تثبيط حرق الأخشاب السكنية أو الأنشطة الصناعية عالية الانبعاث.

بالنظر إلى المستقبل ، من المرجح أن ينتشر دخان حرائق الغابات في جميع أنحاء الغرب كل عام لعدة أسباب. ارتفاع درجات الحرارة يتركون المناظر الطبيعية أكثر جفافًا وأكثر قابلية للاشتعال. في الوقت نفسه ، يقوم المزيد من الناس ببناء منازل في واجهة البراري الحضرية، مما يخلق المزيد من الفرص لبدء الحرائق.

يعمل مجتمع كبير من العلماء بمن فيهم أنا من أجل فهم أفضل لانبعاثات حرائق الغابات وكيف تتغير عندما تنفجر في مجتمعات الريح. ستعمل هذه المعرفة على تحسين التنبؤات الخاصة بجودة الهواء والتأثيرات الصحية لدخان حرائق الغابات ، حتى يتمكن الناس من تعلم كيفية التكيف وتجنب أسوأ العواقب الصحية.

عن المؤلف

بريت بالم ، باحث ما بعد الدكتوراه في كيمياء الغلاف الجوي ، جامعة واشنطن

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

الحياة بعد الكربون: التحول العالمي التالي للمدن

by Peter Plastrik ، جون كليفلاند
مستقبل مدننا ليس هو ما كان عليه من قبل. نموذج المدينة الحديثة الذي ترسخت عالميا في القرن العشرين قد عاشت فائدته. لا يمكنها حل المشكلات التي ساعدت في خلقها - خاصة الاحتباس الحراري. لحسن الحظ ، يظهر نموذج جديد للتنمية الحضرية في المدن لمعالجة حقائق تغير المناخ بقوة. إنه يحول الطريقة التي تصمم بها المدن وتستخدم الفضاء المادي ، وتولد ثروة اقتصادية ، وتستهلك الموارد وتتخلص منها ، وتستغل النظم الإيكولوجية الطبيعية وتحافظ عليها ، وتستعد للمستقبل. متاح في أمازون

الإنقراض السادس: تاريخ غير طبيعي

من اليزابيث كولبرت
على مدى نصف مليار سنة مضت ، حدثت خمس حالات انقراض جماعي ، عندما تعاقد تنوع الحياة على الأرض فجأة وبشكل دراماتيكي. العلماء في جميع أنحاء العالم يراقبون الآن الانقراض السادس ، وتوقع أن يكون أكثر انقراض حدث مدمر منذ تأثير الكويكبات التي قضت على الديناصورات. هذه المرة ، هذه الجثة هي لنا. في النثر الذي كان صريحا ومسلية ومطلعا في وقت واحد ، نيويوركر تخبرنا الكاتبة إليزابيث كولبير لماذا وكيف غيّر البشر الحياة على كوكب الأرض بطريقة لم يكن بها أي نوع من قبل. البحث المتشابك في ستة مجالات ، وصف للأنواع الرائعة التي فقدت بالفعل ، وتاريخ الانقراض كمفهوم ، يوفر Kolbert سرد مؤثر وشامل للاختفاء الذي يحدث أمام أعيننا. إنها تُظهر أن الانقراض السادس من المرجح أن يكون إرث البشرية الأطول ، ويجبرنا على إعادة التفكير في السؤال الأساسي حول معنى أن تكون إنسانًا. متاح في أمازون

حروب المناخ: الكفاح من أجل البقاء مع ارتفاع درجة حرارة العالم

بقلم جوين داير
موجات اللاجئين المناخ. العشرات من الدول الفاشلة. حرب شاملة. من واحد من أكبر المحللين الجيوسياسيين في العالم ، تأتي لمحة مرعبة عن الحقائق الاستراتيجية في المستقبل القريب ، عندما يدفع التغير المناخي قوى العالم نحو سياسة البقاء على قيد الحياة. بصمة وراسخة ، حروب المناخ سيكون واحدا من أهم الكتب في السنوات المقبلة. اقرأها واكتشف ما الذي نتجه إليه. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.