Предписанные пожары важны для управления земельными ресурсами и предотвращения лесных пожаров, однако новое исследование показывает, что эти управляемые пожары также вносят значительный вклад в загрязнение воздуха на юго-востоке США, особенно в районах с большим количеством представителей меньшинств и низким доходом.
Что такое предписанные пожары? Это мероприятия, при которых участки земли намеренно сжигаются для расчистки подлеска, снижения риска возникновения лесных пожаров, управления земельными ресурсами в интересах дикой природы и так далее.
Однако, как отмечает Фернандо Гарсия-Менендес, автор статьи и доцент кафедры гражданского, строительного и экологического инжиниринга в Университете штата Северная Каролина, дым от предписанных пожаров также может создавать проблемы для качества воздуха. «И климатические изменения могут сократить количество дней, когда можно проводить предписанные сжигания, из-за таких метеорологических условий, как высокие температуры, засуха или сильный ветер», — говорит он.
Меган Джонсон, первый автор статьи и доктор философии из Университета штата Северная Каролина, объясняет: «Учитывая важность предписанных пожаров для управления земельными ресурсами на юго-востоке США, мы хотели лучше понять, как эти пожары влияют на качество воздуха на юго-востоке сейчас и как они могут повлиять на качество воздуха в будущем».
Методы исследования
Для исследования, опубликованного в журнале «Environmental Research Letters», учёные использовали данные о качестве воздуха и выбросах из федеральных баз данных за 2018 год, включая количество и местоположение предписанных пожаров в юго-восточных штатах, а также данные из ранее опубликованных прогнозов изменения климата.
Кроме того, исследователи провели опрос 223 управляющих земельными ресурсами на юго-востоке, чтобы узнать больше о том, как метеорологические условия влияют на их решения о проведении предписанных пожаров и как, по их мнению, изменение климата может повлиять на их способность проводить предписанные пожары в будущем.
Затем учёные ввели эти данные в сложную вычислительную модель, которая позволила им как зафиксировать, как предписанные пожары повлияли на качество воздуха в 2018 году, так и спроектировать, как пожары могут повлиять на качество воздуха в период с 2055 по 2059 год.
Результаты исследования
«Чтобы понять, как пожары и климат могут повлиять на качество воздуха в будущем, сначала нужно установить, как пожары влияют на качество воздуха сейчас», — говорит Гарсия-Менендес. «И мы обнаружили, что на всём юго-востоке предписанные пожары ежегодно составляют 5–10% от общего объёма загрязнения воздуха твёрдыми частицами (PM2,5)», — отмечает он.
«Однако предписанные пожары составляют 15–25% от загрязнения PM2,5 в районах, где проводится наибольшее количество предписанных сжиганий, — говорит Гарсия-Менендес. — Это районы, где сходятся Алабама, Флорида и Джорджия».
«Районы с самым высоким уровнем дыма являются домом примерно для двух миллионов человек, и в этих районах доля представителей расовых меньшинств и людей с низкими доходами выше по сравнению как со средним показателем по региону, так и с населением, испытывающим наименьшее количество дыма», — говорит Джонсон.
«Сейчас эти регионы не нарушают стандарты качества воздуха для PM2,5. Но мы обнаружили, что изменение климата может затруднить соблюдение этих стандартов в будущем», — отмечают исследователи.
Учёные выяснили, что изменение климата может повлиять на дым (и воздействие на качество воздуха) от предписанных пожаров несколькими способами. Один из основных факторов заключается в том, что, если будет меньше дней, когда управляющие земельными ресурсами смогут проводить предписанные сжигания, скорее всего, в жизнеспособные дни будет проводиться больше сжиганий. Аналогично, управляющие земельными ресурсами с большей вероятностью будут сжигать большие участки земли сразу, а не несколько небольших участков со временем.
«Будь то больше пожаров, более масштабные пожары или и то и другое, вы выбрасываете больше дыма в воздух за один день, что означает выброс большого количества PM2,5 в воздух одновременно», — говорит Джонсон.
Кроме того, жизнеспособные дни для проведения предписанного сжигания с большей вероятностью придутся на весну и зиму, когда последствия загрязнения воздуха от пожара могут быть более выраженными.
«Чтобы было ясно, это будут дни, когда условия для проведения безопасного предписанного сжигания будут соблюдены, но другие атмосферные факторы фактически увеличат загрязнение воздуха, исходящее от огня», — говорит Джонсон.
«Важно отметить, что, основываясь на нашем опросе, управляющие земельными ресурсами на юго-востоке уже считают, что управление дымом является ограничивающим фактором для проведения предписанных пожаров», — говорит Гарсия-Менендес. «Другими словами, они не могут проводить эти сжигания так часто, как им хотелось бы, из-за опасений по поводу качества воздуха. Наше исследование показывает, что эта проблема может только усугубиться».
«Также важно отметить, что расчёты в нашем исследовании были сделаны исходя из предположения, что площадь земель, обрабатываемых с помощью предписанных пожаров, в 2055–2059 годах будет примерно такой же, как в 2018 году», — говорит Гарсия-Менендес. «Но сейчас мы наблюдаем активное стремление увеличить количество предписанных пожаров, в основном в попытке уменьшить количество подлеска, способствующего неконтролируемым лесным пожарам. Если мы увидим увеличение количества предписанных пожаров, это усилит воздействие на качество воздуха», — заключают учёные.