野火是一種自然現象，當乾燥的植被、炎熱的溫度和強風結合在一起就會發生火災。然而，人類活動，如沒有熄滅的營火、縱火和農業實踐，大大增加了世界上許多地方野火的頻率和強度。野火對當地的生態系統和社區具有破壞性的後果，包括破壞野生動物的棲息地，空氣污染，以及財產和生命的損失。

由加州大學歐文分校領導的一項研究發現，北緯度地區的森林火災是主要來源。

由加州大學歐文分校地球系統科學家領導的一個國際研究小組報告說，野火的二氧化碳排放量經歷了急劇增加，在2021年達到了歷史最高水平。自2000年以來，該排放量一直在穩步上升。

根據該科學家團隊在《科學》雜誌上發表的一篇論文，2021年北美和歐亞大陸的北方森林燃燒向大氣中釋放了近17.6億噸二氧化碳，相當於近5億噸的碳。這一數量比2000年至2020年期間觀察到的平均年度二氧化碳排放量高出150%。

“根據我們的測量，2021年的北方大火打破了以前的紀錄，”高級合著者、UCI地球系統科學教授Steven Davis說。”這些火災是加拿大北部和西伯利亞二十年的快速變暖和極端乾旱的結果，不幸的是，即使是這個新的記錄也可能維持不了多久。”

UCI地球系統科學教授Steven Davis領導了一項關於近幾十年來森林火災的二氧化碳排放的研究。在《科學》雜誌的一篇論文中，他和他的同事分享了一些令人震驚的發現。

研究人員說，不斷惡化的火災是氣候-火災反饋的一部分，其中二氧化碳排放使地球變暖，創造了導致更多火災和更多排放的條件。

“預計北方地區野火的升級將加速永久凍土層中大量碳儲存的釋放，並促使灌木向北擴展，”共同作者、UCI地球系統科學研究科學家陳陽說。”這些因素有可能導致進一步變暖，為野火的發生創造更有利的氣候”。

戴維斯補充說：”2021年，北方大火釋放的二氧化碳量幾乎是全球航空的兩倍。如果這種來自無人管理的土地的排放規模成為一種新常態，穩定地球的氣候將比我們想像的更具挑戰性”。

由於各種原因，分析野火期間釋放的二氧化碳量對地球系統科學家來說是困難的。崎嶇不平、煙霧籠罩的地形阻礙了燃燒事件中的衛星觀測，而且天基測量的分辨率不夠精細，無法揭示二氧化碳排放的細節。研究人員表示，用於模擬燃料負荷、燃料消耗和火災效率的模型在普通情況下運行良好，但在代表極端野火方面不夠強大。

而且還有一個人類自己製造的路障。陳說：”地球的大氣層已經包含了大量來自人類化石燃料燃燒的二氧化碳，而且現有的溫室氣體很難與森林火災產生的氣體區分開來。”

該團隊通過研究火災期間排放到大氣中的一氧化碳找到了解決這些障礙的方法。結合MOPITT（對流層污染測量衛星儀器）的一氧化碳讀數和現有的火災排放和風速數據集，該團隊重建了2000-2021年全球火災二氧化碳排放的變化。一氧化碳在大氣中的存留時間比二氧化碳短，所以如果科學家檢測到一氧化碳的異常豐度，這就提供了火災曾經發生的證據。

研究人員通過美國宇航局Terra和Aqua衛星上的中分辨率成像光譜儀提供的數據集，獨立確認了2021年極端火災的發生。

“這項研究中採用的反演方法是對傳統的自下而上方法的補充，後者是基於對燃燒面積、燃料負荷和燃燒完整性的估計，”陳說。”將這些方法結合起來，可以對野火模式及其影響有一個更全面的了解。”

研究人員說，他們的數據分析揭示了廣泛的北方火災和氣候驅動因素之間的聯繫，特別是年平均溫度的增加和短暫的熱浪。他們發現，北緯度較高的地區和樹木覆蓋率較大的地區特別容易受到影響。

“在21世紀的前20年裡，全球的野火碳排放相對穩定，每年約為20億噸，但2021年是排放真正起飛的一年，”Davis說。”這些二氧化碳排放的大約80%將通過植被再生得到恢復，但20%以幾乎不可逆的方式流失到大氣中，因此人類將不得不找到某種方法從空氣中清除這些碳，或大幅削減我們自己對大氣中二氧化碳的生產。”