Дым лесных пожаров усиливает загрязнение озоном

Исследователи Университета Юты смоделировали влияние дыма от западных лесных пожаров 2020 года и обнаружили, что он значительно повышает концентрации озона, причём даже в удалённых районах с минимальными антропогенными эмиссиями предшественников озона — оксидов азота (NOₓ) и летучих органических соединений (VOC). Вопрос, который ставил ведущий автор исследования, ассистент-профессор атмосферных наук Дерек Маллия (Derek Mallia), звучал так: «Если мы аннулируем урбанные выбросы… останется ли проблема озона?» — и результаты показали, что даже при полном исключении региональных антропогенных выбросов пожары могут производить значительные объёмы озона.

Исследование было опубликовано в журнале Atmospheric Environment и подчёркивает двойную нагрузку на качество воздуха в населённых пунктах, находящихся по ветру от крупных возгораний: высокие уровни и мелкодисперсной пыли, и озона. Озон сам по себе в атмосферу не выбрасывается, он формируется в ходе фотохимических реакций под воздействием ультрафиолета, когда кислород и другие загрязнители вступают в реакцию. Основной механизм включает взаимодействие NOₓ и VOC, причём VOC часто являются компонентами дыма от пожаров.

Чтобы оценить сложную динамику образования озона, команда Маллии применила связанные компьютерные модели — WRF‑Sfire и WRF‑Chem — и использовала данные о самом масштабном пожарном периоде лета 2020 года. В период с 15 по 26 августа вспыхнули крупнейшие пожары: в Калифорнии бушевал August Complex fire, охвативший более миллиона акров и нанеся ущерб на сумму около 12 миллиардов долларов; помимо этого, горели East Fork fire в Юте и Lionshead с Beachie Creek в Орегоне — суммарно около 400 тысяч акров.

Дополнительные данные подтверждают, что дым от лесных пожаров является источником предшественников озона на региональном уровне. В исследовании, основанном на данных по регионам штата Юта, отмечено, что дым усиливает вклады в окислительные процессы и смещает атмосферный режим в сторону NOₓ‑ограниченности. Это означает, что даже без городских выбросов озон может формироваться за счёт компонентов лесного дыма.

В сухом остатке: модельные расчёты и эмпирические данные указывают на то, что лесные пожары сами по себе могут быть значительным источником формирования озона, ухудшая качество воздуха даже вдали от источников промышленного загрязнения и транспорта. Такая комплексная динамика подчёркивает необходимость учитывать огневую нагрузку при оценке регионального загрязнения и построении систем мониторинга и предупреждений.