新工具幫助預測野火煙霧的飄散方向

科學家們正在研究如何更好地預測漂浮的野火煙霧的路徑——以及健康危害

更好的野火衛星覆蓋和改進的氣候模型使科學家們能夠更準確地觀察煙羽在全國範圍內的漂移。他們表示，這些進步可以幫助向受野火煙霧威脅的居民提供更早的預警。

該領域的突破發生在 2018 年加利福尼亞州致命的坎普野火期間，該野火造成 88 人死亡，摧毀了 19,000 座建築物，並使舊金山灣區 800 萬人暴露於世界上汙染最嚴重的空氣中兩週。研究六月由《美國氣象學會公報》發表的研究概述了一種新工具如何幫助實現技術飛躍。

坎普野火的煙霧在某些地方非常濃，而在另一些地方則很稀薄，以至於傳統的預測系統“無法使用”。它們只能預測“非常粗略的空間模式”或煙霧可能最濃的大致估計。

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大規模煙羽的方向通常由天氣的突發奇想決定，在加利福尼亞州，則由山谷和山脈的複雜地形引導。儘管如此，仍然有一個系統一直在跟蹤坎普野火的煙霧，因為它飄向舊金山。

這是一個實驗模型，由來自衛星和超級計算機的資料組合而成。它生成了一個 3D 影像，預測給定區域最可能的路徑。它的研究人員很幸運，這得益於當時是 11 月，並且附近沒有火災使問題更難解決。

該裝置名為高解析度快速更新 (HRRR) 系統，在第二週失敗了，當時煙霧變得非常濃，以至於阻擋了幫助兩顆美國衛星定位移動的坎普野火的紅外輻射。

但是，該模型讓參與其中的科學家們看到了未來幾年可能完善的系統的曙光。“很多東西都需要從頭開始構建，”科羅拉多大學博爾德分校環境科學合作研究所 (CIRES) 的高階研究員埃裡克·詹姆斯解釋說。

他與來自 NOAA 和 NASA 的團隊合作。他們構建了一個系統，該系統提供了給定煙羽部分的清晰準確的 1.16 平方英里檢視，並預測了煙羽可能沿著山谷和翻越通往舊金山的山脈的方向。

“該模型做得非常好，”加州大學伯克利分校工程學教授 Tina Chow 說。她仍然清楚地記得煙霧蔓延到她的校園並使其關閉了四天。“我的意思是情況很糟糕，”她說。“你完全可以聞到它，即使在建築物內部。”

Chow 後來幫助撰寫了關於 HRRR 效能的第一份報告，該報告已經過改進和擴大。新的地球靜止衛星 GOES-18 即將對其提供幫助，與之前的兩顆極地軌道衛星相比，GOES-18 可以提供更持續的火災多發區域檢視。

根據 James 的說法，更新後的煙霧監測系統，稱為快速更新預報系統，將覆蓋整個北美。

“我們將在未來幾個月內開始執行實驗性預報，”他解釋說。“完整的系統將在幾年內投入運營。”

下一步將是使用改進的跟蹤系統作為一項新研究的一部分，以記錄漂浮的野火煙霧造成的健康問題和費用。其研究人員希望開發更可靠的方法來警告和準備其路徑上的人們。

“這是我們在西海岸的現實，”加州大學舊金山分校的肺科醫生兼副教授尼塔·塔庫爾解釋說。她正在幫助組織這項為期三年的工作，該工作將由 EPA 資助。

它不僅將解決加利福尼亞人的擔憂，還將解決隨著煙霧向東飄移而將暴露於煙霧中的數百萬其他美國人的擔憂。

塔庫爾說：“我們對如何在人群中以及在那些在醫學上或由於社會環境而非常易感的人群中降低風險沒有很好的理解。”

她和其他研究這個問題的科學家指出，煙霧中最危險的成分是微小的顆粒，隨著火災與其漂浮的煙羽之間距離的增加，這些顆粒往往會變得更加分散，危害性也更小。

“但仍有很多有待揭示，”塔庫爾補充說，並指出煙霧多發地區急診室就診人數將有助於衡量健康問題的性質和程度。野火煙霧中的一些顆粒足夠小，可以進入人體肺部和血液。它們會導致多種健康問題，例如哮喘和肺癌。

該研究將測試的首批保護措施之一是將煙霧監測器安裝在為舊金山無家可歸者建造的單間宿舍中。“舊建築比新建築漏風，”她指出，並指出戶外工人、老年人和居住在較貧困社群的人也更難減少他們接觸煙霧的機會。