Η δειγματοληψία καπνού άγριας πυρκαγιάς μερικές φορές σημαίνει να κολλήσετε ένα σωλήνα έξω από το παράθυρο ενός αεροπλάνου. Brett Palm / Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, CC BY-ND

Το έτος 2020 θα θυμόμαστε για πολλούς λόγους, συμπεριλαμβανομένου του καταστροφικές πυρκαγιές που μετέτρεψε τους ουρανούς του Σαν Φρανσίσκο αποκαλυπτική σκιά κόκκινου και κάλυψε μεγάλα μέρη της Δύσης σε καπνό για εβδομάδες στο τέλος.

Η Καλιφόρνια έχει εμπειρία πέντε από τις έξι μεγαλύτερες πυρκαγιές καταγράφεται το 2020, συμπεριλαμβανομένου του πρώτου σύγχρονου «gigafire, "Μια πυρκαγιά που έκαψε πάνω από 1 εκατομμύριο στρέμματα. Το Κολοράντο το είδε τρεις μεγαλύτερες πυρκαγιές στο αρχείο.

Ενώ ο καπνός μπορεί να δημιουργήσει όμορφα ηλιοβασιλέματα, μπορεί επίσης να έχει τρομερές συνέπειες για την ανθρώπινη υγεία.

είμαι ένας ατμοσφαιρικός χημικός, και η ατμόσφαιρα είναι το εργαστήριό μου. Όταν κοιτάζω τον ουρανό, βλέπω ένα μείγμα πολλών χιλιάδων διαφορετικών χημικών ενώσεων να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με το φως του ήλιου.

Οι αντιδράσεις και οι μεταβολές στην ατμόσφαιρα προκαλούν τη δραματική αλλαγή του καπνού από τις πυρκαγιές καθώς ταξιδεύει προς τα κάτω και μελέτες έχουν δείξει ότι μπορεί να αναπτυχθεί πιο τοξικό όσο μεγαλώνει. Προκειμένου να προβλέψουμε με ακρίβεια τις επιπτώσεις των εκπομπών πυρκαγιάς στους πληθυσμούς των καταιγίδων και να εκδώσουμε πιο στοχευμένες προειδοποιήσεις για την ποιότητα του αέρα καθώς οι εποχές των πυρκαγιών επιδεινώνονται, πρέπει να καταλάβουμε ποιες χημικές ουσίες εκπέμπονται και πώς αλλάζει ο καπνός με την πάροδο του χρόνου.

Για να το καταλάβω αυτό, οι συνάδελφοί μου και εγώ πετάξαμε αεροπλάνα στα καπνά μερικών από τις μεγάλες πυρκαγιές της Δύσης.

Πώς μελετάμε τις πυρκαγιές

Οι μεγάλες πυρκαγιές και ο τρόπος με τον οποίο ο άνεμος μεταφέρει τον καπνό τους δεν μπορούν εύκολα να αναπαραχθούν σε εργαστήριο. Αυτό τους καθιστά δύσκολο να μελετήσουν. Ένας από τους καλύτερους τρόπους για να μάθετε για την πραγματική χημεία καπνού πυρκαγιάς είναι να το δοκιμάσετε απευθείας στην ατμόσφαιρα.

In 2018 και 2019, οι συνάδελφοί μου και εγώ διασταυρώσαμε τον ουρανό πάνω από ενεργές πυρκαγιές σε εξειδικευμένα αεροπλάνα φορτωμένα με επιστημονικά όργανα. Κάθε όργανο έχει σχεδιαστεί για τη δειγματοληψία ενός διαφορετικού μέρους του καπνού, συχνά κολλώντας κυριολεκτικά ένα σωλήνα έξω από το παράθυρο.

Κανένα όργανο δεν μπορεί να μετρήσει όλα αυτά τα μόρια ταυτόχρονα. Στην πραγματικότητα, ορισμένες συγκεκριμένες ενώσεις αποτελούν πρόκληση για μέτρηση καθόλου. Πολλοί επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένου και εγώ, αφιερώνουν την καριέρα τους στο σχεδιασμό και την κατασκευή νέων οργάνων για τη βελτίωση των μετρήσεών μας και συνεχίζουν να προωθούν την κατανόησή μας για την ατμόσφαιρα και πώς μας επηρεάζει.

Σε πρόσφατα δημοσιευμένη έρευνα από τις πυρκαγιές του 2018, και οι συνάδελφοί μου πώς τα σωματίδια του καπνού άλλαξαν γρήγορα καθώς μεταφέρθηκαν προς τα κάτω.

Μερικά από τα σωματίδια εξατμίστηκαν σε αέρια, παρόμοια με μια λακκούβα βροχής που εξατμίστηκε σε υδρατμούς όταν βγαίνει ο Ήλιος. Ταυτόχρονα, μερικά από τα αέρια του καπνού περνούσαν αντιδράσεις για να σχηματίσουν νέα σωματίδια, παρόμοια με τους υδρατμούς που συμπυκνώνονται για να σχηματίσουν σταγονίδια νέφους ή δροσιάς. Εν τω μεταξύ, σημειώθηκαν χημικές αντιδράσεις, αλλάζοντας τα μόρια τους.

Καθώς αυτά τα μόρια αντέδρασαν με το ηλιακό φως και άλλα αέρια στην ατμόσφαιρα, ο καπνός μεταμορφώθηκε ουσιαστικά. Αυτό εννοούμε όταν οι επιστήμονες μιλούν για τον καπνό «γήρανση» ή «μπαγιάτικο» με την πάροδο του χρόνου. Άλλες πρόσφατες έρευνες έχουν αρχίσει να δείχνουν πώς μπορεί να γίνει καπνός από πυρκαγιές πιο τοξικό όσο μεγαλώνει.

Τι σημαίνουν όλες αυτές οι αλλαγές για την υγεία;

Η βλάβη στην υγεία από τον καπνό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο πόση ποσότητα ΑΣ2.5 περιέχει. Αυτά είναι μικροσκοπικά σωματίδια, ένα κλάσμα του πλάτους μιας ανθρώπινης τρίχας, τα οποία μπορούν να αναπνεύσουν βαθιά στους πνεύμονες όπου μπορούν να ερεθίσουν την αναπνευστική οδό. Ακόμη και η βραχυπρόθεσμη έκθεση μπορεί επιδεινώνει τα προβλήματα της καρδιάς και των πνευμόνων.

Τα σωματίδια PM2.5 είναι μικροσκοπικά σε απόσταση μικρότερη από 2.5 μικρά. Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ

Οι χημικές αντιδράσεις ελέγχουν πόσο PM2.5 είναι στον καπνό της πυρκαγιάς καθώς μεταφέρεται μακριά από τις πυρκαγιές και σε κέντρα πληθυσμού. Χρησιμοποιώντας τις μετρήσεις των αεροσκαφών μας για να κατανοήσουμε αυτές τις διεργασίες, εμείς οι χημικοί μπορούμε να προβλέψουμε καλύτερα το PM2.5 που θα υπάρχει στον ηλικιωμένο καπνό.

Σε συνδυασμό με την πρόβλεψη μετεωρολογίας που προβλέπει πού θα πάει ο καπνός, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε βελτιωμένα μοντέλα ποιότητας αέρα που μπορούν να λένε στους ανθρώπους να υποβαθμίζουν εάν θα εκτεθούν σε ανθυγιεινό αέρα.

Καλύτερη πρόβλεψη ποιότητας αέρα

Με τις πυρκαγιές στις ειδήσεις, όλο και περισσότεροι άνθρωποι έχουν συνειδητοποιήσει τη δική τους ποιότητα αέρα. Πόροι όπως AirNow από την Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος παρέχουν τρέχοντα και προβλεπόμενα δεδομένα για την ποιότητα του αέρα, μαζί με εξηγήσεις για τους κινδύνους για την υγεία. Τοπικές πληροφορίες είναι συχνά διαθέσιμες και από κρατικές ή περιφερειακές υπηρεσίες.

Ο καπνός από πυρκαγιές μετέτρεψε το μεσημεριανό ουρανό πορτοκαλί στο Σαν Φρανσίσκο στις 9 Σεπτεμβρίου 2020. AP Image / Tony Avelar

Οι μετρήσεις και οι προβλέψεις για την ποιότητα του αέρα μπορούν να βοηθήσουν τους ανθρώπους αποφύγετε ανθυγιεινές καταστάσεις, ιδιαίτερα ευαίσθητες ομάδες, όπως άτομα με άσθμα. Κατά τη διάρκεια προβλεπόμενων περιόδων ανθυγιεινής ποιότητας αέρα, οι τοπικές ή πολιτειακές κυβερνήσεις μπορούν να χρησιμοποιήσουν προβλέψεις για τη μείωση άλλων πηγών ρύπανσης, όπως η αποθάρρυνση των οικιακών καψών ξύλου ή των βιομηχανικών δραστηριοτήτων με υψηλές εκπομπές.

Κοιτώντας προς το μέλλον, ο καπνός από πυρκαγιές είναι πιθανό να εξαπλώνεται σε όλη τη Δύση κάθε χρόνο για διάφορους λόγους. Αυξανόμενες θερμοκρασίες αφήνουν το τοπίο πιο ξηρό και πιο εύφλεκτο. Ταυτόχρονα, περισσότεροι άνθρωποι χτίζουν σπίτια στο διασύνδεση άγριας-αστικής περιοχής, δημιουργώντας περισσότερες ευκαιρίες για να ξεκινήσουν οι πυρκαγιές.

Μια μεγάλη κοινότητα επιστημόνων, συμπεριλαμβανομένου μου, εργάζεται για την καλύτερη κατανόηση των εκπομπών πυρκαγιάς και πώς αλλάζουν καθώς φυσούν σε καταστροφικές κοινότητες. Αυτή η γνώση θα βελτιώσει τις προβλέψεις για την ποιότητα του αέρα και τις επιπτώσεις στην υγεία του καπνού από πυρκαγιές, ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να μάθουν να προσαρμόζονται και να αποφεύγουν τις χειρότερες συνέπειες στην υγεία.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Brett B. Palm, Μεταδιδακτορικός Ερευνητής στην Ατμοσφαιρική Χημεία, University of Washington

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

Life After Carbon: Ο επόμενος παγκόσμιος μετασχηματισμός πόλεων

by Peter Plastrik, John Cleveland
Το μέλλον των πόλεών μας δεν είναι το παρελθόν. Το μοντέλο της σύγχρονης πόλης που έγινε παγκοσμίως στον εικοστό αιώνα έχει ξεπεράσει τη χρησιμότητά του. Δεν μπορεί να λύσει τα προβλήματα που βοήθησε να δημιουργήσει - ειδικά την υπερθέρμανση του πλανήτη. Ευτυχώς, ένα νέο μοντέλο αστικής ανάπτυξης αναδύεται στις πόλεις για να αντιμετωπίσει επιθετικά την πραγματικότητα της κλιματικής αλλαγής. Μεταμορφώνει τον τρόπο με τον οποίο οι πόλεις σχεδιάζουν και χρησιμοποιούν φυσικό χώρο, δημιουργούν οικονομικό πλούτο, καταναλώνουν και απορρίπτουν πόρους, εκμεταλλεύονται και διατηρούν τα φυσικά οικοσυστήματα και προετοιμάζονται για το μέλλον. Διαθέσιμο στο Amazon

Η έκτη εξαφάνιση: μια αφύσικη ιστορία

από την Elizabeth Kolbert
Κατά τα τελευταία μισά δισεκατομμύρια χρόνια, υπήρξαν πέντε μαζικές εξαφανίσεις, όταν η ποικιλομορφία της ζωής στη γη ξαφνικά και δραματικά συρρικνώθηκε. Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο παρακολουθούν επί του παρόντος την έκτη εξαφάνιση, που προβλέπεται να είναι το πιο καταστροφικό γεγονός εξαφάνισης από τον αστεροειδή αντίκτυπο που εξάλειψε τους δεινόσαυρους. Αυτή τη φορά, ο κατακλυσμός είμαστε εμείς. Σε πεζογραφία που είναι ταυτόχρονα ειλικρινή, διασκεδαστική και βαθιά ενημερωμένη, New Yorker Η συγγραφέας Elizabeth Kolbert μας λέει γιατί και πώς τα ανθρώπινα όντα έχουν αλλάξει τη ζωή στον πλανήτη με τρόπο που κανένα είδος δεν είχε πριν. Η ανάμειξη της έρευνας σε μισή ντουζίνα κλάδους, περιγραφές των συναρπαστικών ειδών που έχουν ήδη χαθεί και η ιστορία της εξαφάνισης ως έννοια, ο Kolbert παρέχει μια συγκινητική και ολοκληρωμένη περιγραφή των εξαφανίσεων που συμβαίνουν μπροστά στα μάτια μας. Δείχνει ότι η έκτη εξαφάνιση είναι πιθανότατα η πιο διαρκής κληρονομιά της ανθρωπότητας, αναγκάζοντάς μας να επανεξετάσουμε το θεμελιώδες ερώτημα του τι σημαίνει να είμαστε άνθρωποι. Διαθέσιμο στο Amazon

Climate Wars: The Fight for Survival, καθώς ο κόσμος υπερθερμαίνεται

από την Gwynne Dyer
Κύματα προσφύγων για το κλίμα. Δεκάδες αποτυχημένες καταστάσεις. Ολόκληρος ο πόλεμος. Από έναν από τους μεγάλους γεωπολιτικούς αναλυτές του κόσμου έρχεται μια τρομακτική ματιά στις στρατηγικές πραγματικότητες του εγγύς μέλλοντος, όταν η κλιματική αλλαγή οδηγεί τις δυνάμεις του κόσμου στην πολιτική επιβίωσης. Προεπιστημονικό και απλό, Κλίμα πολέμων θα είναι ένα από τα πιο σημαντικά βιβλία των επόμενων ετών. Διαβάστε το και μάθετε τι προοδεύουμε. Διαθέσιμο στο Amazon

Από τον εκδότη:
Οι αγορές στο Amazon πηγαίνουν για να αντισταθμίσουν το κόστος μεταφοράς InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, και ClimateImpactNews.com χωρίς κόστος και χωρίς διαφημιστές που παρακολουθούν τις συνήθειες περιήγησής σας. Ακόμα κι αν κάνετε κλικ σε έναν σύνδεσμο αλλά δεν αγοράσετε αυτά τα επιλεγμένα προϊόντα, οτιδήποτε άλλο αγοράζετε στην ίδια επίσκεψη στο Amazon μας πληρώνει μια μικρή προμήθεια. Δεν υπάρχει επιπλέον κόστος για εσάς, οπότε συμβάλλετε στην προσπάθεια. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήστε αυτό το σύνδεσμο για χρήση στο Amazon ανά πάσα στιγμή, ώστε να μπορείτε να υποστηρίξετε τις προσπάθειές μας.