野火烟雾将持续多久,以及它将蔓延到哪里?

加拿大创纪录的野火产生的烟雾笼罩了美国东部部分地区,但夏季天气模式的转变应该会带来缓解

Hazy skies from wildfires

2023年6月7日,在新泽西州威霍肯,一个人望着被雾霾和烟雾笼罩的纽约市天际线。由于加拿大持续数周的野火产生的烟雾,美国各地发布了空气污染警报。

编者注:随着事件的发展,本文将定期更新。

一种怪异的橙色光雾为标志性的曼哈顿天际线提供了一个不寻常的背景,因为该地区几十年来最严重的空气污染事件之一降临纽约市,这要归功于从加拿大各地肆虐的野火向南涌来的烟雾。这是我们气候变化世界中又一个末日般的景象

科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所的大气化学家克里斯汀·维丁迈耶说:“我担心这对于本季剩余时间意味着什么。”“现在才六月——六月初。因此,我们有可能在全国范围内迎来一个烟雾弥漫的夏天。”


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但是,即使大火很可能在整个夏季持续肆虐,它们的烟雾可能不会像当前的烟雾那样困扰那么多人。美国国家气象局天气预报中心首席预报业务员格雷格·卡宾说,这种乐观的可能性与不断变化的天气模式有关,这些模式可能会使烟雾更接近产生烟雾的火灾。“就长期轨迹预报而言,烟雾非常非常棘手,”卡宾指出。话虽如此,“随着我们进入夏季,急流在美国大陆减弱,我们可能会看到加拿大烟雾带来的问题缓慢减少。”

加拿大迎来了有记录以来最糟糕的火灾季开端,今年迄今为止已有超过 900 万英亩的土地被烧毁——大约相当于马萨诸塞州和康涅狄格州的总和。目前,全国各地有 400 多处火灾正在向大气中喷射烟雾,其中 200 多处火灾仍在失控地肆虐。炎热干燥的天气条件使加拿大各地的森林变得易燃。火灾始于今年春季艾伯塔省和不列颠哥伦比亚省西部,并在五月份的热穹事件中加剧。这些火灾产生的烟雾席卷美国西部,导致蒙大拿州和科罗拉多州的空气质量骤降。

随后,新斯科舍省和魁北克省东部地区也爆发了火灾,当局命令许多社区撤离。结果是火灾季开局惨烈。

加拿大自然资源部加拿大森林服务中心的火灾研究分析师理查德·卡尔说:“我们还没有见过哪个年份春季初期的过火面积增加如此迅速。”他说,虽然春季发生大型火灾并非闻所未闻,但一年内发生如此多起火灾实属罕见。卡尔说,加拿大有史以来火灾最严重的一年是 1989 年,当时春季初期的大火摧毁了马尼托巴省。“到目前为止,我们已经接近该记录的一半左右,而且我们还有几个月的可能火灾季节,”卡尔说。

一旦所有烟雾进入大气层,它的命运就取决于盛行的天气模式。火灾部分是由一个大型高压系统助长的,该系统顽固地滞留在加拿大上空数周,大气科学家称之为阻塞模式,保持高温和低降水。卡宾说,沿着该阻塞区的东边缘,东北部形成了一个低压系统。在两个系统之间循环的空气将烟雾向南拉过五大湖地区、东北地区和大西洋中部地区。“加拿大这些火灾产生的任何颗粒物基本上都会向南流,”卡宾说。

烟雾最终会飘到哪里可能会发生巨大变化,这取决于风向。“它可以非常微妙地变化,”卡宾说。“可能只是一个小小的变化,一天可能是空气质量非常糟糕的烟雾天,而第二天可能会很好,因为您可以吸入更干燥、更凉爽、污染较少的空气。”他说,这就是为什么新英格兰北部虽然离火灾更近,但目前的空气比纽约州和大西洋中部沿岸清洁得多。

维丁迈耶说,野火烟雾在大气中的高度也很重要。“有时它会停留在高空中,但这次它降到了我们工作、生活和呼吸的地表,所以它不仅影响我们的能见度,”她说。凭借当前的天气模式,“烟雾实际上正在降到地表,而且这些颗粒的浓度非常高,”维丁迈耶说。“地表颗粒物浓度非常非常高,而且非常罕见。”

在纽约市,由于科学家称之为 PM2.5 的颗粒物含量高,空气质量测量值是创纪录的最差水平之一。这些细颗粒物的直径为 2.5 微米或更小——非常小,足以深入呼吸系统。它们对幼儿、老年人以及患有某些疾病(如哮喘和心脏病)的人尤其有害。斯坦福大学环境变化与人类成果实验室的科学家表示,就暴露人数而言,星期三是自 2006 年以来美国野火烟雾最严重的一天。超过 6000 万人经历了 PM2.5 浓度超过每立方米 60 微克 (µg/m3) 的情况。超过 4700 万人暴露于高于 75 µg/m3 的水平。美国环境保护署将安全水平设定为 12.0 µg/m3。在事件最严重时,纽约市街道上的水平升至 400 µg/m3 以上。

虽然纽约州和新英格兰部分地区在星期三看到了最浓密的烟雾,但到星期四,烟羽已向南移动,笼罩着从费城到华盛顿特区的地区。来自火灾的烟雾也已向南漂移到佐治亚州,但那里的空气质量远不及北部地区糟糕。

建议受烟雾影响地区的人们不要在户外进行剧烈运动,并在空气污染水平特别严重的户外佩戴口罩。关闭门窗并运行空气净化器可以帮助改善室内空气质量

卡宾说,烟雾还会助长火灾易发条件。“在夏季,我们获得的大部分降水来自雷暴。而要形成雷暴,您需要地表加热——而厚厚的烟雾会阻挡太阳光线,从而减少地表加热,”卡宾说。“因此,烟雾量和降水量之间存在关系。”

卡尔说,一些预报显示,加拿大上空的高压阻塞将在下周减弱,这可能会给该国带来喘息之机。但即使这样可能也不足以平息火灾。“我们真的希望看到一个大型风暴系统能够停滞几天”,并带来所需的降雨,卡尔说。“那将非常有帮助,只是我们还没有看到这种类型的系统。”

从长远来看,卡尔说,全球气候中正在形成的厄尔尼诺现象可能会缓解状况,降低加拿大南部的气温并增加降水,尽管这种影响可能需要几个月才能显现出来。“对于本季剩余时间,这很难说,”卡尔说。

但即使加拿大的火灾仍然严峻,卡宾说,由于北美天气模式的变化,随着夏季开始,大西洋中部沿岸的烟雾状况可能不会持续。这尤其涉及到急流:大气中快速移动的气流,它将天气系统输送到全国各地。“急流的配置会发生变化;它不会在整个夏季都保持这种配置,”卡宾说。“最有可能的是,当我们进入夏季模式,美国各地出现更多西风或西南风时……,东部地区将摆脱这种糟糕的空气质量和烟雾。”

当然,这并不意味着烟雾消失了。它只是更靠近火源本身,降低了当地的空气质量。多伦多、渥太华和加拿大东部其他城市的空气质量也很糟糕。

虽然加拿大的火灾季在天气模式没有重大变化的情况下看起来仍然严峻,但一个关键的不确定因素是美国西部地区的火灾季将如何展开,该地区今年冬天的降水量异常高。通常,来自西部火灾的烟雾会向东流动,尽管夏季天气模式可能会导致风速减慢,无法将烟雾从火灾中带走那么远,卡宾说。

幸运的是,虽然长期烟雾预报很困难,但短期预报正在取得重大进展,卡宾补充道。“非常值得注意的是,能够预测未来一两天最糟糕的情况可能在哪里出现,”他说。“科学确实已经发展到我们可以说,‘即使昨天纽约很糟糕,等一两天’的地步。最糟糕的情况尚未到来,因为我们看到非常浓密的烟雾正在基于预测的环流移出纽约西部并进入纽约市地区。”

借助这些预报,人们可以做出更好的选择以避免最糟糕的空气质量。“技术正在为我们提供这些事件的预先通知,以便我们可以采取一些预防措施,”卡宾说。“因此,您或许可以提前计划,尽量避开最糟糕的空气,即使您无法对它的轨迹做太多改变。”

梅根·巴特尔斯 是一位常驻纽约市的科学记者。她于 2023 年加入大众科学,现在是那里的高级新闻记者。此前,她在 Space.com 担任作家和编辑超过四年,并在Newsweek 担任科学记者近一年,专注于太空和地球科学。她的作品也曾出现在 Audubon、Nautilus、AstronomySmithsonian 等刊物上。她毕业于乔治城大学,并在纽约大学的科学、健康与环境报道项目获得了新闻学硕士学位。

更多作者:梅根·巴特尔斯

安德烈娅·汤普森 是一位负责环境、能源和地球科学的副编辑。她已经报道这些问题 16 年了。在加入大众科学之前,她是 Climate Central 的高级气候科学作家,也是 Live Science 的记者和编辑,主要报道地球科学和环境。她曾主持过小组讨论,包括作为联合国可持续发展媒体区的一部分,并接受过主要网络的广播和电视采访。她拥有纽约大学的科学、健康与环境报道研究生学位,以及佐治亚理工学院的大气化学理学学士和理学硕士学位。在 Bluesky 上关注汤普森 @andreatweather.bsky.social

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