今年加拿大破纪录野火造成严重的全球环境问题

“加拿大野火发生的同时，也释放了巨量的CO2等温室气体和PM2.5等空气污染物，不仅会加剧气候变化，还通过长距离传输造成了严重的跨境空气污染。”中国科学院大气物理研究所副研究员王哲告诉记者。

在由中国科学院大气物理研究所研究员王自发和王哲等专家组成的中国科学院大气物理研究所研究团队，日前在《大气科学进展》发表了新闻与观点文章，研究分析了2023年加拿大野火排放的时空分布特征，并利用中国科学院地球系统模式（CAS—ESM）的气溶胶和大气化学模式（IAP—AACM），模拟了PM2.5和CO2的全球输送特征。

2023年5月以来，加拿大发生了持续性大范围森林野火，截至8月31日累积过火面积已达破纪录的15.6万平方千米，超过了1983年有数据以来最大值的两倍，也超过了世界半数以上国家的领陆面积。

“除了直接排放温室气体和空气污染物造成的环境问题外，与野火相关的泥炭土阴燃火及其温室气体排放、过火区生物物理气候效应、气溶胶气候效应、陆地植被碳汇影响、海洋施肥效应、气溶胶沉降对冰冻圈影响、臭氧层破坏、人体健康影响等地球不同圈层问题，还需要利用观测和模拟等多种方法进行深入研究。”王哲告诉记者，特别是急需利用先进的地球系统模式，对野火与地球多圈层相互作用进行综合全面研究。

图为2024年第四期封面

加拿大野火造成严重跨境空气污染

王哲介绍说：“野火相关的PM2.5等可以显著增加全病因、心血管疾病和呼吸系统疾病的死亡风险，且其危害显著高于工业和机动车等人为活动产生的PM2.5。”根据GFAS(Global Fire Assimilation System)野火排放数据（图1），2023年5月—8月四个月的时间中，加拿大野火累积PM2.5排放量高达1000万吨，接近过去20年同期平均值的7倍，大幅超过了中国近年来人为污染PM2.5的年排放量（约600万吨）。PM2.5日排放量存在较大波动，最大日排放量达55万吨。

模式结果表明（图2），加拿大野火排放的PM2.5在大气环流的作用下，通过长距离跨境传输，可影响北半球广大地区。野火PM2.5跨境影响最大的地区为美国东北部，浓度可达100μg/m3以上。监测数据也显示，纽约市PM2.5日均浓度达到148μg/m3，接近世卫组织PM2.5日均浓度指导值（15μg/m3）的10倍。野火导致我国西北部PM2.5增加可达2μg/m3。野火造成的PM2.5污染日在加拿大源区附近可达40天，在美国东北部可达10天。

图1 加拿大野火造成的PM2.5（a）累积和（b）逐日排放量

图2 加拿大野火造成的PM2.5（a）最大日均浓度和（b）污染日数

野火碳排放对气候变暖缓解构成挑战

王哲指出，2023年5—8月，加拿大野火排放了超过13.0亿吨CO2以及1.4亿吨CO2当量的CH4和N2O等其他温室气体（图3）。而根据《加拿大2030减排计划》，加拿大2021—2030年人为温室气体排放量相对于2020年排放量的减排量之和为7.2亿吨CO2当量。“因此，加拿大野火4个月的温室气体排放量相当于加拿大10年计划累积减排量的两倍，野火的频繁发生将给人们缓解气候变暖的努力带来严峻挑战。”王哲说，至2023年8月，野火排放的CO2传输到除东南亚以外的北半球大部分地区，近地面月均浓度0.1ppm以上，源区附近可达30ppm。

图3 加拿大2023年5-8月野火温室气体排放量与计划10年累积减排量对比

图4 加拿大野火排放CO2的全球传输

王哲，中国科学院大气物理研究所副研究员。

王自发，中国科学院大气物理研究所研究员，大气边界层物理和大气化学国家重点实验室主任，国家杰出青年基金获得者，科睿唯安(Web of Science)全球高被引科学家，国家重点研发计划总体专家组成员，大气攻关项目总体专家组成员。