野火还能降低空气污染?Science发表上海科学家团队最新发现
时间:2025-09-15
在西部地区7至9月的火季,研究团队分析发现局地野火释放的逐日热量通量最大可达约263 W/m2。如此庞大的热量足以改变局部大气的温度、湿度,甚至触发强对流天气,而对流又恰似一颗投入湖面的 石子 ,在大气这一广阔的 湖面 上激起层层涟漪,进而对千里之外的天气状况产生连锁影响。
为了验证 野火释放的热量影响远方空气质量 的核心猜想,研究团队基于地球系统模式,设计了严谨的大气模拟试验。团队首先将基于观测反演的火的热量引入到两种不同的地球系统模式(传统地球系统模式和对流解析的地球系统模式)中,随后针对性的设置了三组对照试验,形成清晰变量对比:第一组为 无火气溶胶和无热量 的基础对照组,第二组仅加入 火气溶胶 变量,第三组则同时纳入 火气溶胶和热量 两个关键要素。试验结果显示,只有同时纳入气溶胶和热量的第三组试验,才能准确模拟出美国西部野火发生时,西部PM2.5上升、东部PM2.5下降的实际观测现象。这说明野火释放的热量是东部PM2.5浓度下降的核心主导因素。
西部野火释放的热量,究竟如何跨越千里影响东部空气质量?研究团队通过追踪大气环流的变化,成功勾勒出了一条清晰完整的机制作用链:首先,西部野火燃烧释放的大量热量,成为触发局部强对流的 引擎 。其产生的降水会显著消耗原本向美国中部输送的水汽;水汽输送的减少直接导致了美国中部区域陷入干燥少云的状态,进而引发中部近地层气温升高与低压异常。而中部的低压异常又进一步为美国东部的气旋生成创造有利条件,并推动东风异常。因此,一方面,东部气旋异常有助于增强对流性降水,进而导致 湿清除 作用增加。同时,对流降水还可以抑制层云二次气溶胶的生成。双重作用下PM2.5浓度显著下降;另一方面,东风异常会形成一道 屏障 ,有效抑制西部野火释放的气溶胶向东部扩散(图3)。至此,野火热量跨区域影响空气质量的完整路径得以明晰。