地球科学动态监测快报

2022年第15期

研究发现美国西部野火产生的烟雾会影响北极海冰

2022年7月,《科学进展》(Science Advances)和《科学报告》(Scientific Reports)杂志分别刊发题为《增强模拟了21世纪初由于CMIP6生物质燃烧排放造成的北极海冰损失》(Enhanced simulated early 21st century Arctic sea ice loss due to CMIP6 biomass burning emissions)和《随着野火活动的加剧,美国西部的野火烟柱正在达到更高的高度,并向高空注入更多的气溶胶》(Wildfire plumes in the Western US are reaching greater heights and injecting more aerosols aloft as wildfire activity intensifies)的文章称,近年来,美国西部森林大火中升起的烟雾越来越高,更多的烟雾和气溶胶上升到更高的地方甚至扩散得更远,影响了更大范围的空气质量。这可能是由于气候变化原因,降水减少和美国西部干旱加剧了野火发生的频率。新研究表明,海冰和野火之间的联系可能比以前认为的更紧密。

《科学报告》报道的最新研究指出,美国西部野火活动的增强可能与大陆尺度上日益频繁的空气质量退化相关。为了评估野火烟柱高度上升的趋势,研究人员对2003—2020年期间美国西部和加拿大境内约460万个烟柱的活动进行了模拟。研究人员根据美国环境保护署(EPA)的生态区域(生态系统相似的地区,如大盆地、科罗拉多高原和犹他州的瓦萨奇和乌因塔山脉)划分烟柱数据,寻找每个地区每年8月和9月测量的最大烟柱高度的趋势。研究小组发现,在加利福尼亚州的内华达山脉生态区,烟柱的最大高度平均每年增加750英尺(230米)。研究人员指出,烟柱高度是由大气条件、火灾大小和火灾释放的热量之间复杂的相互作用决定的。研究人员还采用了烟柱模型来评估烟柱的质量,并预测野火抛入大气层的气溶胶数量,且发现其数量处于增加趋势。

《科学进展》报道的研究发现,美国西部野火产生的烟雾会影响北极海冰消融。来自科罗拉多大学博尔德分校和美国国家大气研究中心(NCAR)的研究人员发现,通过深入研究气候模型之间的差异,科罗拉多州和北半球其他地方野火燃烧产生的烟和其他生物质最终会到达北极。一旦到达那里就会影响到海冰持续存在的程度。这反过来又会对全球其他地区的气候模式产生连锁反应,以一种前所未有的方式加强了这2个系统之间的反馈。研究人员在比较新一代和上一代气候模型的强迫(气候模型受影响的不同方式,如二氧化碳、甲烷排放或太阳辐射)时发现,模拟时生物质燃烧排放对北极海冰损失的影响最大。之前的研究已经表明,当海冰融化时,大型野火在美国西部变得更加广泛,这项新研究也表明,这种可变性可能比之前认为的更能形成反馈作用。研究人员提醒,这项研究是针对特定模型的,这意味着它只研究了一种特定的气候模型,但他们的实验为未来的研究提供了一个很好的起点,这包括可能准确地确定特定火灾的影响, 而不是广义上的火灾。该研究使这些气候模拟更可靠,并为未来海冰损失提供预测,为政策制定者和社会选择提供更有价值的信息。

(王立伟 编译)