Согласно новому исследованию Университета Алабама в Хантсвилле (UAH).
Это исследование может стать шагом на пути к разработке инструментов для предупреждения о возможных случаях загрязнения, связанных с дымом, и лучшего понимания потенциальных последствий для здоровья дыма от запланированного и контролируемого сжигания леса.
«Вы можете использовать что-то подобное, чтобы определить, станет ли конкретное запланированное сжигание переломным моментом в превышении предела загрязнения по ветру, и следует ли вам сжигать его в этот день», - говорит Аарон Каульфус, аспирант кафедры атмосферных наук Украины.
Каульфус и доктор Удайсанкар Наир, адъюнкт-профессор атмосферных наук в UAH, использовали данные, собранные парой инструментов на спутниках NOAA и NASA, для отслеживания как горячих точек, которые указывают на лесные пожары, так и шлейфов дыма от этих пожаров.. Они объединили это с данными Агентства по охране окружающей среды (EPA) о поверхностных участках, где загрязнение воздуха превысило безопасный предел частиц размером не более 2,5 микрон..
Частицы диаметром менее 2,5 микрон (менее четверти ширины человеческого волоса) достаточно малы, чтобы попасть в легкие человека. В достаточно больших концентрациях они могут нанести вред. По оценкам EPA, на сжигание биомассы приходится более 25 процентов всего загрязнения мелкими частицами (обозначаемого EPA как PM2,5) в США
Команда UAH обнаружила, что летом, когда уровень задымленности в США достигает пика, около 52 процентов всех случаев загрязнения воздуха PM2,5 в континентальной части США происходят при наличии дыма от лесных пожаров.
На объектах мониторинга загрязнения в сельской местности на северо-западе США более 80 процентов летних дней, когда присутствует дым, также имеют избыток частиц PM2,5 в воздухе.
На ежегодной основе «по крайней мере 20,1 процента от общего числа дневных превышений совпадали с идентифицируемыми столбами дыма над головой», - говорит Каульфус. «В среднем концентрация PM2,5 была выше в те дни, когда в этом районе присутствовал дым».
Хотя влияние дыма от лесных пожаров и другой горящей биомассы на уровень озона (еще одного загрязнителя) было изучено, доктор Наир говорит, что это первая попытка связать дым и загрязнение твердыми частицами в общенациональном масштабе.
"Мы выбрали общенациональный подход к этому, а не индивидуальный подход", - говорит Каульфус.
Это исследование, проведенное при поддержке Национального научного фонда и НАСА, было принято к публикации в журнале Environmental Science and Technology.
Хотя во время одного из пяти случаев загрязнения твердыми частицами в течение периода исследования над головой был дым, Каульфус говорит, что нет четкой причинно-следственной связи.
«По крайней мере, было правдоподобно, что дым влиял на эти поверхностные загрязнители», - говорит он. «Но одна из самых больших проблем с продуктом дыма NOAA заключается в том, что нет способа узнать вертикальный профиль того, где находится дым, находится ли он на поверхности или в глубоких слоях атмосферы».
"На самом деле это дает нам верхний предел воздействия дыма от лесных пожаров на эти случаи загрязнения", добавляет д-р Наир.
Районом, наиболее пострадавшим от дыма от лесных пожаров, был большой клин в центральной части США, от Канады до восточного Техаса. В течение периода исследования, с 2005 по 2016 год, спутниковые инструменты NOAA и НАСА наблюдали более 600 дней с задымленным покровом над большей частью Северной Дакоты, Миннесоты и Айовы, а также восточными частями Канзаса и Небраски и восточной половиной. Южной Дакоты.
В то время как лесные пожары - как стихийные, так и запланированные - в континентальной части США вызвали задымление большей части прилегающих 48 штатов, значительная часть дыма, зарегистрированного над этим клином наиболее частого задымления, пришлась на лесные пожары в Канаде, Аляска и даже Сибирь, говорит Каульфус.
«Мы можем видеть, как весь дым идет из Канады по трубам вниз над восточными городами, простираясь на пару сотен километров над Атлантикой и побережьем Мексиканского залива», - говорит доктор Наир.
При стабильных атмосферных условиях шлейфы дыма от тлеющих пожаров могут ограничиваться неглубоким пограничным слоем атмосферы у земли, что увеличивает загрязнение поверхности мелкими частицами. В случае сильного пламенного пожара дым может распространяться на большую высоту.
Обычные процессы конвекции также могут смешивать дым от любого вида огня в глубинах атмосферы, что может переносить дым на тысячи миль от его источника и влиять на качество воздуха с подветренной стороны.
В районе западной части Мексиканского залива у побережья Техаса и западной Луизианы было более 350 дней задымления в течение периода исследования, в основном из-за лесных пожаров и сжигания биомассы в Мексике и Центральной Америке, говорит Наир..