Лесные пожары в Канаде в 2023 году повлияли на качество воздуха даже в Европе и Китае

Численные модели качества воздуха описывают степень серьезного негативного воздействия на качество воздуха в результате рекордных канадских лесных пожаров в 2023 году, демонстрируя, что пострадало почти все Северное полушарие, а не только Канада и север США. Статья с описанием полученных результатов была опубликована в журнале Advances in Atmocultural Sciences.

Рекордные лесные пожары в Канаде в 2023 году попали в заголовки новостей во всем мире не только из-за своих масштабов (самая большая площадь пожаров в истории страны), но и из-за того, насколько серьезно они повлияли на качество воздуха в этой очень большой стране и даже в глубине Соединенных Штатов. Дым от пожаров неоднократно вызывал серьезные предупреждения о качестве воздуха и даже требовал эвакуации во многих местах.

Но было неизвестно, как далеко за пределы Канады и севера США распространилось такое опасное загрязнение воздуха, и даже внутри Северной Америки понимание распространения наиболее вредных загрязнителей было ограниченным.

«В июле в новостных агентствах по всему миру были фотографии из Нью-Йорка, на которых город был запечатлен в почти невыносимой оранжевой дымке, словно кадр из фильма-антиутопии», — сказал ведущий автор исследования Чжэ Ван из Китайской академии наук. «Но то, что мы знаем о переносе твердых частиц на большие расстояния, означает, что пожары, вероятно, затронули также Европу и Азию. Мы просто не знали, в какой степени».

Поэтому доктор Ван и другие исследователи из IAP решили рассчитать полный глобальный масштаб этой угрозы для здоровья населения, используя численные модели качества воздуха. Подобно климатическим моделям, модели качества воздуха используют математические методы для моделирования того, как погода и химические реакции влияют на распространение загрязнителей воздуха.

Для этой работы ученые IAP использовали Модель химии аэрозолей и атмосферы Института физики атмосферы (IAP-AACM), компьютерную модель, разработанную собственными силами в качестве модуля в рамках более широкой модели системы Земли Китайской академии наук (CAS-ESM).

Исследователи обнаружили, что, хотя Канада пострадала сильнее всего, почти во всем северном полушарии произошло заметное значительное ухудшение качества воздуха из-за ветрового переноса загрязняющих веществ на большие расстояния.

В течение «сезона» лесных пожаров в Канаде произошло шесть основных эпизодов широкомасштабного загрязнения воздуха: 15–22 мая, 5–9 июня, 24 июня–1 июля, 12–19 июля, 17–15 августа и 17–22 августа. Помимо самой Канады, первый подобный эпизод повлиял на качество воздуха в центральных северных частях США. Второй эпизод особенно сильно повлиял на северо-восток США.

Результаты модели здесь соответствуют реальным наблюдениям. Концентрация мелких частиц диаметром 2,5 микрона и меньше (называемых PM 2,5 — наиболее опасных твердых частиц по сравнению с более крупными, но менее вредными частицами диаметром 10 микрон, или PM 10) 7 июня была обнаружена 11 пунктов мониторинга в Нью-Йорке достигли худшего уровня качества воздуха за последние 50 лет.

Модель предполагает, что во время третьего основного эпизода сильного загрязнения воздуха загрязняющие вещества PM2,5 были перенесены в Европу, тогда как четвертый такой эпизод снова сосредоточил свое самое серьезное присутствие в западной Канаде и центральной части севера США. Пятый эпизод в основном затронул северную Канаду, а шестой эпизод затронул как западные, так и восточные прибрежные регионы США. Из-за перемещения лесных пожаров на север высокие концентрации PM2,5 были перенесены в арктический регион в середине и конце лета.

Концентрации PM2,5, превышающие рекомендации Всемирной организации здравоохранения по качеству воздуха (15 микрограммов на кубический метр), в основном наблюдались в Северной Америке, при этом в западной и восточной Канаде этот предел превышался на 40 дней, а также более 10 таких дней. над северо-востоком США.

Но из-за того, что шлейфы лесных пожаров переносятся преобладающими западными ветрами через Атлантический океан, огромные территории Европы, а также западной, центральной и восточной Азии пострадали от увеличения таких концентраций. Это означало, что максимальные концентрации PM2,5 превысили 1 микрограмм на кубический метр в большинстве районов Северного полушария – ниже, чем в нормативах ВОЗ, но не без последствий. Концентрация PM2,5 в северо-западном регионе Китая увеличилась примерно до двух микрограммов на кубический метр.

Западная и восточная Канада пострадали сильнее всего, где концентрация PM2,5 превысила 150 PM2,5, что примерно в десять раз превышает максимум ВОЗ.

Сосредоточив внимание на качестве воздуха, исследователи также использовали компьютерное моделирование для изучения глобального распределения парниковых газов (ПГ), образующихся в результате канадских пожаров. Они обнаружили, что пожар привел к повышению уровня углекислого газа главным образом над Северной Америкой в мае, а также над Европой и северо-западной Азией в июне. Концентрации CO 2, связанные с лесными пожарами, превысили 0,1 частей на миллион (ppm) в большинстве районов Северного полушария, за исключением Юго-Восточной Азии, Индии и южного Китая, в июле и увеличились до более чем 0,2 частей на миллион в августе.

Увеличение выбросов парниковых газов из-за пожаров имеет два основных последствия. Во-первых, усиление потепления в этих регионах на фоне существующего глобального потепления увеличивает вероятность возникновения условий, которые усугубили лесные пожары. Другими словами, больше лесных пожаров означает еще больше лесных пожаров.

Во-вторых, уровень выбросов парниковых газов, связанных с лесными пожарами, в Канаде в 2023 году более чем в два раза превышал установленный законодательством план страны по совокупному сокращению выбросов антропогенных парниковых газов в течение следующих десяти лет.

«План Канады по сокращению выбросов на 2030 год был сведен на нет из-за одного года лесных пожаров», — сказала соавтор исследования Зифа Ванг.