中国科学院大气物理研究所

加拿大破纪录野火可造成严重全球环境问题

11月17日，中国科学院大气物理研究所研究团队在《大气科学进展》(Advances in Atmospheric Sciences) 上发表新闻与观点文章。文章指出，2023年加拿大破纪录野火可造成严重全球环境问题。

2024年第四期《大气科学进展》封面（Advances in Atmospheric Sciences 编辑部供图）

2023年5月以来，加拿大发生了持续性大范围森林野火，截止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年有数据以来次大值的2倍，也超过了世界半数以上国家的领陆面积。加拿大野火发生的同时，也释放了巨量的CO₂等温室气体和PM_2.5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研究团队分析了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）的大气物理研究所气溶胶和大气化学模式（IAP-AACM），模拟了PM_2.5和CO₂的全球输送特征。

已有研究证明，加拿大野火造成了严重跨境空气污染。野火相关的PM_2.5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PM_2.5。

根据全球火灾同化系统（GFAS）野火排放数据，2023年5-8月四个月中，加拿大野火累积PM_2.5排放量高达1000万吨，接近过去20年同期平均值的7倍。PM_2.5日排放量存在较大波动，最大日排放量达55万吨。

模式结果则表明，加拿大野火排放的PM_2.5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PM_2.5跨境影响最大的地区为美国东北部，浓度可达100μg m^-3（微克/立方米）以上。监测数据也显示纽约市PM_2.5日均浓度达到148μg m^-3，接近世界卫生组织（WHO）PM_2.5日均浓度指导值（15μg m^-3）的10倍。野火导致我国西北部PM_2.5增加可达2 μg m^-3。野火造成的PM_2.5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。

同时，研究显示，野火碳排放对气候变暖缓解构成挑战。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等其它温室气体。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2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。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0.1 ppm以上，源区附近可达30 ppm。

另外，学者们指出，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；特别是亟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。

文章第一作者为中国科学院大气物理研究所副研究员王哲，通讯作者为中国科学院大气物理研究所研究员王自发。

相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s00376-023-3241-0