以下是我们在飞过野火烟雾时所学到的

2020年将被人们记住，原因有很多，包括破纪录的野火使旧金山的天空变得末日般的红色西部大部分地区连续数周被浓烟笼罩。

加州经历了六起最大火灾中的五起(PDF)记录在案的2020年，包括第一个现代gigafire这场大火烧毁了超过100万英亩的土地。科罗拉多看到它三大火灾纪录。

虽然烟雾可以创造美丽的日落，但它也可以对人类健康造成可怕的后果。

我是一个大气化学家大气就是我的实验室。当我仰望天空时，我看到的是多种多样的混合体数千种化合物相互作用，与阳光互动。

野火的烟雾远比看起来复杂和动态。它包含数千种化合物，其中大多数是含有不同数量的碳、氢、氮和氧原子的分子。

大气中的反应和转变导致野火烟雾在下风向移动时发生巨大变化，研究表明它可以增长随着年龄的增长，毒性更大．为了准确预测火灾排放对下风人群的影响，并在火灾季节恶化时发出更有针对性的空气质量警告，我们必须了解正在排放哪些化学物质，以及烟雾如何随时间变化。

为了弄清楚这一点，我和我的同事们驾驶飞机飞进了西部一些大型野火的浓烟中。

我们如何研究野火

大型野火和风携带烟雾的方式无法在实验室中轻易复制。这使得它们很难学习。了解真正的野火烟雾化学成分的最好方法之一是直接在大气中取样。

在2018和2019我和我的同事们乘坐装有科学仪器的专业飞机，在活跃的野火上空穿梭。每一个仪器都被设计用来取样烟的不同部分，通常是通过把一根管子伸到窗外。

野火的烟雾远比看起来复杂和动态。它包含数千种化合物，其中大多数是含有不同数量的碳、氢、氮和氧原子的分子。有气体(单个分子)，也有粒子(数百万分子凝结在一起)。

没有一种仪器可以同时测量所有这些分子。事实上，一些特定的化合物根本就难以测量。许多科学家，包括我自己，在他们的职业生涯中致力于设计和制造新的仪器来改进我们的测量，并继续推进我们对大气及其如何影响我们的理解。

在2018年野火最新发表的研究中，我的同事和我展示了烟雾粒子是如何随着顺风而迅速变化的。

这些微小的颗粒，只有人类头发宽度的一小部分，可以被吸入肺部，刺激呼吸道。即使是短期接触也会加重心肺问题。

一些颗粒会蒸发成气体，就像太阳出来时雨水水坑蒸发成水蒸气一样。与此同时，烟雾中的一些气体正在发生反应，形成新的粒子，类似于水蒸气凝结形成云或露珠。与此同时，化学反应正在发生，改变了分子本身。

当这些分子与阳光和大气中的其他气体发生反应时，烟雾发生了根本性的变化。这就是科学家所说的随着时间的推移，吸烟会“变老”或变得“不新鲜”。其他最近的研究已经开始显示野火烟雾可以变成什么样随着年龄的增长，毒性更大．

所有这些变化对健康意味着什么?

烟雾对健康的损害很大程度上是由于其含有大量PM2.5。这些微小的颗粒，只有人类头发宽度的一小部分，可以被吸入肺部，刺激呼吸道。即使是短期接触也会加重心肺问题。

化学反应控制着野火烟雾中PM2.5的含量，因为它们被从火场转移到人口中心。通过我们在飞机上的测量来了解这些过程，我们化学家可以更好地预测在老烟中有多少PM2.5。

结合预测烟雾去向的气象学预测，这可能会导致改善的空气质量模型，可以告诉人们是否会暴露在下风的不健康空气中。

更好地预测空气质素

随着关于森林大火的新闻越来越多，越来越多的人开始意识到自己的空气质量。资源,如AirNow美国环境保护署提供了当前和预测的空气质量数据，以及对健康危害的解释。地方信息通常也可以从州或地区机构获得。

在空气质量不健康的预测期间，地方或州政府可以利用预测减少其他污染源，如阻止居民燃烧木材或高排放的工业活动。

空气质量测量和预报可以帮助人们避免不健康的情况下尤其是哮喘患者等敏感人群。在空气质量不健康的预测期间，地方或州政府可以利用预测减少其他污染源，如阻止居民燃烧木材或高排放的工业活动。

展望未来，野火烟雾每年可能会在西方蔓延，原因有几个。气温上升使土地变得更加干燥，更加易燃。与此同时，越来越多的人在中国建造房屋wildland-urban接口，创造更多起火的机会。

包括我在内的一大群科学家正在努力更好地了解野火排放，以及它们在吹入下风向社区时发生的变化。这些知识将改善对野火烟雾对空气质量和健康影响的预测，使人们能够学会适应和避免最糟糕的健康后果。

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