野火越来越严重了吗?
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野火真的越来越严重了吗?

全球气候如何影响野火?了解更多。

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仅在2019年和2020年初,亚马逊河雨林加利福尼亚州野火和澳大利亚野火中的烈火滚滚浓烟穿越了数千英里的整个海洋和大陆。

Are wildfires getting worse?

仅在2019年和2020年初,亚马逊河雨林、加利福尼亚州野火和澳大利亚野火中的烈火滚滚浓烟穿越了数千英里的整个海洋和大陆。

人们很容易认为野火烟雾只影响到离大火最近的人。

但是研究表明,随着气候模式更干燥炎热,野火烟雾已成为更加紧迫的空气质量问题。这些条件不仅增加了起火的可能性,而且还增加了更长时间燃烧的可能性。

更多的火灾意味着更多的烟雾。随着时间的流逝,不断变化的全球气候和长达数周的野火造成的空气污染的结合可能会带来危险的后果。

野火变得更严重了

如果你认为在过去的几年里你听到了比平常更多的关于野火的突发新闻,那么你的直觉是正确的。早在2016年,研究人员就已经注意到野火的长度和严重程度的明显模式。

气候中心(Climate Central)2016年6月的一份报告发现,如今美国西部野火季节的平均长度比20世纪70年代延长了105天,从1970年的不足150天增加到2016年的250天以上。1

报告还发现,美国西部的平均火灾面积从1970年的不到50万英亩增加到2016年的近200万英亩。仅2007年,就有近400万英亩土地被烧毁,2012年又有300万英亩被烧毁。

从1970年到2016年,美国西部野火季节的平均长度延长了105天。此外,平均烧毁的英亩数从不到50万英亩增加到200多万英亩。

根据2011年的一项研究,这主要是由于全球气候变暖的趋势,使得野火高峰期更加炎热,积雪提前融化。2

研究人员还发现积雪融化的时间和野火的严重程度之间存在关联。但是积雪到底是什么,它和野火有什么关系?

积雪是在寒冷气候和高海拔地区形成的巨大雪堆,需要数月才能融化。它们也是宝贵的淡水来源,当春夏天气变暖时,它们会融化成溪流和河流。

一些积雪会持续数月直到完全融化,为绵延数百英里的地区提供淡水、湿度和水分,并将大片土地淹没在溪流、河流和水库中,否则这些地方会很干燥,更容易着火。

一旦积雪完全融化,这个主要的水源就会消失,直到下一场大雪。这使得它周围的地区更加干燥,更容易受到野火爆发的影响,即使是最小的余烬从一个废弃的香烟或闪电击中点燃一棵树。

持续时间更长、开始时间更早的全球气温升高,加速了这些积雪的融化,减少了最初形成积雪的当地降雨和降雪量,而降雪量越少,雪量就越小,雪量越小。

全球气温的升高加速了积雪的融化,减少了降雨和降雪量,使一些地区更加干燥,更容易受到香烟或雷击产生的小余烬引发野火的影响。

这有两个主要后果。

首先,漫长的积雪融化通常会导致大量水蒸发到空气中并凝结为湿气。较高的湿度意味着较低的野火风险,因为空气中的水分较多,可以保持区域潮湿而不易起火。

积雪越小,融化时间越短,空气中的湿度就越小,越难以防止区域发生野火。其次,积雪融化产生的水分有助于形成云层,将雨或雪倾泻到该区域。这提供了另一个防止野火的保护层。干燥的冬春季积雪越少,可以蒸发和雨水回流的水就越少。

这会使已经处于高风险的干旱地区的野火风险倍增。

《国家科学院院刊》(PNAS)2018年的一项研究通过查看美国数亿英亩土地上数十年的火灾数据,证实了积雪较小和野火风险较高之间的这种关系。3

在这项研究中,研究人员调查了整个美国西部从1984年到2015年的降雨总量以及燃烧的野火数量。

研究人员证实了气候变化、降雨量减少、积雪融化减少和野火严重程度的恶性循环。在这些茂密的森林地区,雨水越少,越多的野火燃烧,新的野火就变得越大,燃烧的时间就越长。野火燃烧的时间越长,循环的开始就越多——向大气中添加碳污染物和化学物质,从而进一步加剧全球气温的变暖。

研究人员证实了气候变化、降雨量减少、积雪融化减少和野火严重程度的恶性循环。在这些茂密的森林地区,雨水越少,越多的野火燃烧,新的野火就变得越大,燃烧的时间就越长。野火燃烧的时间越长,循环的开始就越多——向大气中添加碳污染物和化学物质,从而进一步加剧全球气温的变暖。

美国野火带来的后果对西部各州的空气质量产生了巨大影响,尤其是在加利福尼亚州较小的郊区,那里的空气质量通常在安全的空气质量范围内。

《IQAir AirVisual 2019世界空气质量报告》发现,加利福尼亚州发生的严重山火导致加利福尼亚郊区如伊斯特维尔钻石吧安大略省康普顿等,在2019年污染最严重的区域城市中占据30个地点中的25个。

《IQAir AirVisual 2019世界空气质量报告》发现,加利福尼亚州发生的严重山火导致加利福尼亚郊区如伊斯特维尔、钻石吧、安大略省和康普顿等,在2019年污染最严重的区域城市中占据30个地点中的25个。

这个故事同样适用于最近历史上规模空前的其他野火。

2020年《自然灾害与地球系统科学》的一项研究发现,这一循环导致了近代史上最大和最致命的火灾之一:2019年和2020年的澳大利亚野火。4

为了得出这一结论,研究人员查阅了火灾天气指数、高温和干旱模式以及11种前沿气候数据模型的大量数据,发现:

  • 6月/7月全球平均7天最高气温(主要野火季节和极端干旱时期之一)已从1980年代的约30°C(86°F)上升到2020年的近35°C(95°F)
  • 全球变暖使得极端热浪发生的可能性增加了一倍
  • 2019年南半球高度不规则的温度变化导致澳大利亚出现创纪录的热浪和极端干旱

所有这些因素使得2019年底和2020年初澳大利亚野火的点火和蔓延成熟,该野火烧毁了超过1200万英亩的土地,在得到完全控制之前,已经连续燃烧了近5个月。

对空气质量的影响是显而易见的——《2019年世界空气质量报告》还发现,受野火影响的澳大利亚城市空气污染超出了PM2.5(10µg/m3)的年均“安全”限值高达78%。

对空气质量的影响是显而易见的——《2019年世界空气质量报告》还发现,受野火影响的澳大利亚城市空气污染超出了PM2.5(10µg/m3)的年均“安全”限值高达78%。

为什么野火越来越长?

正如气候变化周期随着时间的推移使野火恶化一样,世界生态系统中的其他重大事件也增加了野火的风险。

2016年的一项针对1984年至2015年气候和野火数据的研究表明,人类活动是导致野火恶化的主要原因。5

这项研究发现,由工业,车辆和燃料污染引起的气候变化加速了全球温度升高,并使自然气候模式更加极端。人为污染源使自然温暖和干燥的季节更加干燥。

森林火灾的另一个重要原因是森林砍伐。

森林经常被烧毁或砍伐,以清理土地用于农业或经济发展,这可能会导致更大的野火,燃烧失控,并将成千上万吨的烟雾排放到大气中。

此外,即使是一英亩的树木和植物,每年也能帮助吸收多达24亿吨的二氧化碳,并产生约占世界总供氧量三分之一的氧气。6,7

此外,即使是一英亩的树木和植物,每年也能帮助吸收多达24亿吨的二氧化碳,并产生约占世界总供氧量三分之一的氧气

较少的树木意味着较少的氧气和更多的CO2,提高了全球气温,引发了野火的风险。

其他研究人员还发现,距离野火燃烧数千英里的地方更长,更严重的野火的原因不那么明显。

2012年有两篇研究文章都发现了可能的相关性,方法是对北极海冰萎缩,全球气温升高以及全世界雨雪减少的数据进行整理。

第一篇文章指出,由于全球变暖导致北极冰层变薄,因此在每个寒冷的冬季,冰层更难再次形成。8通常,北极厚冰层有助于降低世界各地的温度,甚至对全球降雨也有很大贡献,甚至远至赤道的国家也是如此。

但是随着时间的流逝,随着北极冰因温度升高而变薄,具有讽刺意味的是,冰量的减少使全年的温度更高,并且向空气中提供的水分更少,从而可能导致降雨减少——这是变暖和干燥趋势的另一个恶性循环。

但是随着时间的流逝,随着北极冰因温度升高而变薄,具有讽刺意味的是,冰量的减少使全年的温度更高,并且向空气中提供的水分更少,从而可能导致降雨减少——这是变暖和干燥趋势的另一个恶性循环。

2012年的另一篇文章研究了1970年至2010年北极周围的大气模式,特别关注了从北极带冷空气和水到世界其他地区的罗斯比波海浪。9

研究人员观察到,温度升高和冰变薄都减少了从北极向下扩散到南美洲、非洲、南亚和澳大利亚北部的冷空气和水的数量。

起初这似乎没什么大不了的。但是,来自罗斯比波的冷空气和水对控制全球气候至关重要,尤其是赤道附近受太阳强烈紫外线影响较大的地区降温。

因此,从北极获得的凉爽空气和水越少,无法一年四季保持全球温度正常,天气事件变得越极端。

从北极获得的凉爽空气和水越少,干旱,洪水,寒潮和热浪等天气事件就变得越极端,所有这些都会使野火恶化。

在这里,研究人员发现了北极冰层变薄、罗斯比波减弱与干旱、洪水、寒潮和热浪强度增加之间的直接关系,所有这些都会使野火更加严重。

总结

野火一直是全球生态系统的自然组成部分,但是人类对全球气温上升的贡献使野火变得更加严重和持久。

扭转这种趋势的一种方法是通过转向可再生能源来解决造成气候变化的人为因素,例如工业和交通污染,这些可再生能源可大大减少碳排放,并有助于稳定可能导致野火的全球温度波动。

还必须扭转森林砍伐,控制影响自然燃烧和再生长周期的野火——如果任其发展,世界有一天可能会永久失去所有森林和草原。

在此之前,野火和野火烟雾将继续恶化。准备好利用室外口罩和安全的室内空气保护自己免受烟雾污染侵害。

文章资源

[1] Climate Central. (2016). Western wildfires: A fiery future. 

[2] Holden ZA, et al. (2011). Wildfire extent and severity correlated with annual streamflow distribution and timing in the Pacific Northwest, USA (1984-2005). DOI: 10.1002/eco.257

[3] Holden ZA, et al. (2018). Decreasing fire season precipitation increased recent western US forest wildfire activity. DOI: 10.1073/pnas.1802316115 

[4] Van Oldenborgh GJ, et al. (2020). Attribution of the Australian bushfire to anthropogenic climate change. DOI: 10.5194/nhess-2020-69

[5] Abatzoglou JT, et al. (2016). Impact of anthropogenic climate change on wildfire across western US forests. DOI: 10.1073/pnas.1607171113

[6] International Union for Conservation of Nature. (2017). Issues brief: Deforestation and forest degradation. 

[7] Stouncil JM. (2019). The power of one tree – the very air we breathe. U.S. Department of Agriculture. 

[8] Stroeve JC, et al. (2012). The Arctic’s rapidly shrinking sea ice cover: A research synthesis. DOI: 10.1007/s10584-011-0101-1

[9] Francis JA, et al. (2012). Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes. DOI: 10.1029/2012GL051000

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