Het bemonsteren van natuurbrandrook betekent soms dat je een buis uit het raam van een vliegtuig steekt. Brett Palm / Universiteit van Washington, CC BY-SA
Het jaar 2020 zal om vele redenen worden herinnerd, waaronder zijn recordbrekende bosbranden dat veranderde de lucht van San Francisco een apocalyptische tint rood en bedekte grote delen van het Westen wekenlang in rook.
Californië ervaren vijf van de zes grootste branden op record in 2020, inclusief de eerste moderne “gigavuur, ”Een natuurbrand die meer dan 1 miljoen hectare heeft afgebrand. Colorado zag zijn drie grootste branden officieel.
Hoewel de rook prachtige zonsondergangen kan veroorzaken, kan het ook ernstige gevolgen hebben voor de menselijke gezondheid.
ik ben een atmosferische chemicus, en de atmosfeer is mijn laboratorium. Als ik naar de lucht kijk, zie ik een mengsel van vele duizenden verschillende chemische verbindingen die met elkaar en met zonlicht in wisselwerking staan.
De reacties en transformaties in de atmosfeer zorgen ervoor dat natuurbrandrook dramatisch verandert terwijl het met de wind mee reist, en studies hebben aangetoond dat het kan groeien giftiger naarmate het ouder wordt. Om de effecten van natuurbranden op populaties beneden de wind nauwkeurig te kunnen voorspellen en om meer gerichte luchtkwaliteitswaarschuwingen te kunnen geven naarmate het seizoen van natuurbranden verslechtert, moeten we begrijpen welke chemicaliën worden uitgestoten en hoe rook met de tijd verandert.
Om dat uit te zoeken, vlogen mijn collega's en ik met vliegtuigen in de rookpluimen van enkele van de grote bosbranden in het Westen.
Hoe we bosbranden bestuderen
Grote bosbranden en de manier waarop de wind hun rook meevoert, kunnen in een laboratorium niet gemakkelijk worden nagebootst. Dit maakt ze moeilijk te studeren. Een van de beste manieren om meer te weten te komen over echte rookchemie bij natuurbranden, is door het rechtstreeks in de atmosfeer te proeven.
In 2018 en 2019, mijn collega's en ik doorkruisten de lucht boven actieve bosbranden in gespecialiseerde vliegtuigen geladen met wetenschappelijke instrumenten. Elk instrument is ontworpen om een ander deel van de rook te bemonsteren, vaak door letterlijk een buis uit het raam te steken.
Geen enkel instrument kan al deze moleculen tegelijk meten. In feite zijn sommige specifieke verbindingen überhaupt een uitdaging om te meten. Veel wetenschappers, waaronder ikzelf, wijden hun loopbaan aan het ontwerpen en bouwen van nieuwe instrumenten om onze metingen te verbeteren en ons begrip van de atmosfeer en de invloed ervan op ons te blijven vergroten.
In nieuw gepubliceerd onderzoek van de bosbranden van 2018, mijn collega's en ik lieten zien hoe de rookdeeltjes snel veranderden terwijl ze met de wind mee werden gedragen.
Sommige deeltjes verdampten in gassen, vergelijkbaar met een regenplas die verdampt in waterdamp als de zon tevoorschijn komt. Tegelijkertijd ondergingen sommige van de gassen in rook reacties om nieuwe deeltjes te vormen, vergelijkbaar met waterdamp die condenseert tot een wolk of dauwdruppels. Ondertussen vonden er chemische reacties plaats, waardoor de moleculen zelf veranderden.
Omdat deze moleculen reageerden met zonlicht en andere gassen in de atmosfeer, veranderde de rook fundamenteel. Dit is wat we bedoelen als wetenschappers praten over 'veroudering' van rook of 'oud worden' na verloop van tijd. Ander recent onderzoek is begonnen om aan te tonen hoe wildvuurrook kan worden giftiger naarmate het ouder wordt.
Wat betekenen al deze veranderingen voor de gezondheid?
De gezondheidsschade door rook is grotendeels een gevolg van de hoeveelheid PM2.5 die erin zit. Dit zijn kleine deeltjes, een fractie van de breedte van een mensenhaar, die diep in de longen kunnen worden ingeademd, waar ze de luchtwegen kunnen irriteren. Zelfs blootstelling op korte termijn kan hart- en longproblemen verergeren.
PM2.5-deeltjes zijn klein met een diameter van minder dan 2.5 micron. US Environmental Protection Agency
Chemische reacties bepalen hoeveel PM2.5 er in natuurbrandrook zit wanneer het van de branden naar bevolkingscentra wordt getransporteerd. Met behulp van onze vliegtuigmetingen om deze processen te begrijpen, kunnen wij, chemici, beter voorspellen hoeveel PM2.5 aanwezig zal zijn in verouderde rook.
Gecombineerd met meteorologische voorspellingen die voorspellen waar de rook naartoe zal gaan, zou dit kunnen leiden tot verbeterde luchtkwaliteitsmodellen die mensen benedenwinds kunnen vertellen of ze zullen worden blootgesteld aan ongezonde lucht.
Betere voorspelling van de luchtkwaliteit
Met bosbranden die steeds meer in het nieuws komen, zijn steeds meer mensen zich bewust geworden van hun eigen luchtkwaliteit. Bronnen zoals AirNow van de US Environmental Protection Agency verstrek actuele en voorspelde gegevens over de luchtkwaliteit, samen met uitleg over de gezondheidsrisico's. Lokale informatie is vaak ook verkrijgbaar bij nationale of regionale instanties.
De rook van bosbranden heeft de middaghemel in San Francisco op 9 september 2020 oranje gekleurd. AP-afbeelding / Tony Avelar
Metingen en voorspellingen van luchtkwaliteit kunnen mensen helpen vermijd ongezonde situaties, vooral gevoelige groepen zoals mensen met astma. Tijdens voorspelde periodes van ongezonde luchtkwaliteit kunnen lokale of deelstaatregeringen prognoses gebruiken om andere bronnen van vervuiling te verminderen, zoals het ontmoedigen van houtverbranding in woningen of industriële activiteiten met een hoge uitstoot.
Kijkend naar de toekomst, zal wildvuurrook waarschijnlijk elk jaar wijdverspreid zijn in het Westen om verschillende redenen. Stijgende temperaturen verlaten het landschap droger en ontvlambaarder. Tegelijkertijd bouwen meer mensen huizen in de wildland-stedelijke interface, waardoor er meer kansen ontstaan voor branden.
Een grote gemeenschap van wetenschappers, waaronder ik, werkt aan een beter begrip van de uitstoot van natuurbranden en hoe deze veranderen als ze benedenwinds gemeenschappen binnen waaien. Die kennis zal de voorspellingen van de luchtkwaliteit en de gezondheidseffecten van natuurbrandrook verbeteren, zodat mensen kunnen leren zich aan te passen en de ergste gezondheidsgevolgen te vermijden.
Over de auteur
Brett B.Palm, postdoctoraal onderzoeker in atmosferische chemie, Universiteit van Washington
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Verwante Boeken
Life After Carbon: The Next Global Transformation of Cities
by Peter Plastrik, John Cleveland
De toekomst van onze steden is niet meer wat het was. Het moderne stadsmodel dat wereldwijd in de twintigste eeuw greep, heeft zijn nut overleefd. Het kan de problemen niet oplossen die het heeft helpen creëren, vooral de opwarming van de aarde. Gelukkig is er een nieuw model voor stadsontwikkeling in steden dat agressief de realiteit van de klimaatverandering aanpakt. Het transformeert de manier waarop steden fysieke ruimte ontwerpen en gebruiken, economische welvaart genereren, hulpbronnen verbruiken en verwijderen, de natuurlijke ecosystemen exploiteren en onderhouden en zich voorbereiden op de toekomst. Beschikbaar op Amazon
The Sixth Extinction: An Unnatural History
door Elizabeth Kolbert
In de afgelopen half miljard jaar zijn er vijf massa-uitstervingen geweest, toen de diversiteit van het leven op aarde plotseling en dramatisch afnam. Wetenschappers over de hele wereld controleren momenteel het zesde uitsterven, waarvan wordt voorspeld dat het de meest verwoestende uitsterving is sinds de asteroïde-impact die de dinosauriërs heeft uitgeroeid. Deze keer is de cataclysm ons. In proza dat tegelijkertijd eerlijk, vermakelijk en diep geïnformeerd is, New Yorker schrijver Elizabeth Kolbert vertelt ons waarom en hoe mensen het leven op de planeet hebben veranderd op een manier die geen soort eerder heeft. Door verweven onderzoek in een half dozijn disciplines, beschrijvingen van de fascinerende soorten die al verloren zijn gegaan, en de geschiedenis van uitroeiing als concept, biedt Kolbert een ontroerend en uitgebreid verslag van de verdwijningen die zich voor onze ogen voordoen. Ze laat zien dat de zesde uitsterving waarschijnlijk de meest duurzame erfenis van de mensheid zal zijn, en dwingt ons de fundamentele vraag te heroverwegen wat het betekent om mens te zijn. Beschikbaar op Amazon
Climate Wars: The Fight for Survival as the World Overheats
door Gwynne Dyer
Golven van klimaatvluchtelingen. Tientallen mislukte staten. All-out oorlog. Van een van 's werelds grote geopolitieke analisten komt een angstaanjagende kijk op de strategische realiteit van de nabije toekomst, wanneer de klimaatverandering de wereldmacht in de richting van de moordende overlevingspolitiek drijft. Voorafgaand en onwrikbaar, Klimaatoorlogen zal een van de belangrijkste boeken van de komende jaren zijn. Lees het en ontdek waar we naar op zoek zijn. Beschikbaar op Amazon
Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.
