西方的野火不僅影響燃燒的地區(qū)，還影響煙霧覆蓋的更廣泛地區(qū)。近年來，朦朧的天空和有害的空氣質量已成為夏末天氣的常規(guī)特征。

許多因素導致西方野火越來越大，并產生更大，更持久的煙羽，這些煙羽可以遍布整個非洲大陸。華盛頓大學領導的一項分析著眼于迄今為止從西海岸野火煙羽內部獲得的最詳細的觀測結果。

這個由多個機構組成的小組從源頭追蹤并飛過野火煙羽，以收集有關煙霧化學成分隨時間變化的數(shù)據(jù)。結果報告于11月2日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上，該報告顯示，煙霧預報可能會大大低估陳舊煙霧中的微粒數(shù)量。

新的結果可能會使陳舊的煙霧中顆粒物的估計值翻倍，這可能是大風順風地區(qū)“中等”和“不健康”空氣質量之間的差異。

威斯康星大學大氣科學教授喬爾·桑頓說：“野火正變得越來越大，而且越來越頻繁，煙霧正成為造成整體空氣污染的更重要因素。” “我們確實將煙羽對準源頭，以試圖更好地了解排放的氣體，然后了解其在順風時如何轉變。”

了解新產生的野火煙霧如何轉變?yōu)殛惻f，消散的煙霧，可以更好地預測空氣質量。社區(qū)可以利用這些預報來準備室外活動，或者在空氣不安全的情況下重新安排室外活動，并限制其他污染活動，例如燃木火。

威斯康星大學大氣科學博士后研究員第一作者布雷特·帕爾姆說：“煙霧預報有兩個方面。” “基于空氣在大氣中運動的動態(tài)，一個只是煙羽將流向何處。但是另一個問題是：有多少煙氣被輸送出來—順風向下的空氣質量會變差嗎?這就是問題所在。我們的工作有助于解決。”

這張2018年愛達荷州兔子足火的煙羽照片顯示了左側煙源順風傳播時如何變化。圖片來源：Brett Palm /華盛頓大學

當樹木，草木和樹葉在高溫下燃燒時，它們會產生煙灰或黑碳，以及比煙灰更具反應性的有機顆粒和蒸氣(稱為有機氣溶膠)?；馂倪€可能產生“棕碳”氣霧劑，這是一種不太容易理解的有機氣霧劑形式，可以使天空呈褐色霧狀。

一旦進入空氣中，有機氣溶膠就可以與大氣中已經(jīng)存在的氧氣或其他分子發(fā)生反應，從而形成新的化合物。氣溫，日光和濃煙會影響這些反應，從而改變較舊煙羽的特性。

這個由多個機構組成的團隊通過WE-CAN或科羅拉多州立大學領導的``西部野火云化學，氣溶膠吸收和氮野外實驗''活動，于2018年7月和8月通過野火羽流飛行來測量這些反應。

從愛達荷州博伊西進行的研究飛行使用C-130研究飛機觀察煙霧。這項研究以每立方米2,000微克的水平飛行，大約是今年夏天西雅圖最惡劣的空氣的7倍。飛機上的密封件使飛機內部的空氣更加清潔，盡管研究人員稱這就像在篝火煙霧中飛行。

帕爾姆說：“我們試圖找到一條井井有條的羽狀物，使我們能夠盡可能靠近火源。” “然后，使用風速，我們將嘗試在順風行進的隨后的樣帶上對相同的空氣進行采樣。”

這份新論文的分析重點關注俄勒岡州西南部的泰勒河大火，猶他州的熊陷阱大火，蒙大拿州的金石大火，內華達州的南糖面包大火以及基瓦的夏普斯大火所產生的九種定義明確的煙羽愛達荷州的海貍溪和兔子腳野火。

帕爾姆說：“你不能真正在實驗室中繁殖出大火。” “總的來說，我們試圖對煙老化過程中的煙氣進行取樣，以研究化學，正在發(fā)生的物理轉變。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，一類野火排放物酚僅占燃燒物質的4%，但約占新鮮煙霧中吸收光的“棕色碳”分子的三分之一。他們發(fā)現(xiàn)了羽狀流內部復雜的轉變的跡象：蒸汽正在凝結成顆粒，但是在同一時間和幾乎相同的速率下，顆粒成分又蒸發(fā)回了氣體。天平?jīng)Q定了當羽流順風行駛時，有多少顆粒物得以幸存，從而決定了空氣質量。

Palm說：“有趣的方面之一是說明煙霧的動態(tài)程度。” “在競爭的過程中，以前的測量似乎沒有什么變化。但是通過我們的測量，我們可以真正說明煙霧的動態(tài)性質。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，化學成分的這些變化發(fā)生得比預期的快。煙霧一旦散發(fā)，即使它在移動并消散，它也會開始蒸發(fā)并與周圍的氣體發(fā)生反應。

桑頓說：“當煙羽是新鮮的時，它們幾乎就像是一場低等級的大火，因為在最初的幾個小時內發(fā)生了太多的化學活性。”