野火煙霧對整個美國的空氣質量、公眾健康和生態系統構成了威脅。儘管今年加拿大野火的影響，西部地區通常比美國其他地區更容易受到野火煙霧的影響。哈佛大學、美國林務局和國家海洋和大氣管理局的新研究表明，控制性燒毀–特別是在加利福尼亞北部和太平洋西北部的沿海地區–可以大大減少整個西部脆弱的農村社區和密集的人口中心的野火煙霧暴露量。這些發現於6月14日發表在《地球的未來》雜誌上。

“自20世紀初以來，西部地區遺留的滅火工作與氣候變暖相結合，造成了嚴重的野火。”論文的主要作者Makoto Kelp說：”直到現在，對土地管理方法如何影響煙霧暴露的研究還不多，他作為大氣化學模型小組的成員在哈佛大學獲得了博士學位。

2020年火災對美國西部地區的煙霧暴露貢獻最大的地方。紅色表示2020年9月煙霧影響最大的地區，美國西部的平均數和人口的加權數。藍色表示煙霧影響最小的火災。資料來源：哈佛大學東南亞研究所

“煙霧由氣體和微小顆粒的混合物組成。顆粒物對呼吸有害，因為它們可以深入你的肺部，並引發一系列急性和慢性疾病，”該論文的高級作者、哈佛大學約翰-A-保爾森工程與應用科學學院的高級研究員、建模小組的共同負責人洛雷塔-米克雷說。”乾燥和溫暖的條件，加上積累的灌木叢，使西部地區更容易受到大型、嚴重野火的影響。實施較小的可控火災可以使失去控制的野火更難蔓延。這些受控的火災仍然會排放煙霧，但淨收益是整體上更少的煙霧污染”。

該團隊分析了2018年和2020年的野火數據，並使用計算機模型模擬了可控火災的行為方式，發現在加利福尼亞北部、俄勒岡州西部和華盛頓州東部的關鍵區域進行有控制的燃燒，可以對減少整個美國西部的野火煙霧暴露產生巨大的影響，這部分是由於盛行風將煙霧帶到整個大陸，以及豐富、茂密的植被助長了煙火。

衛星觀測和政府記錄顯示，在2015年至2020年期間，西部地區為土地管理目的而設置的這種可控火種屈指可數。在美國東部和東南部，用火來清理農田和管理棲息地是一種更常見的做法。雖然西部的原住民社區在歷史上有控制地放火，但土地管理者在上個世紀試圖快速壓制野地火災，因為擔心它們的破壞性蔓延，從而導致了”火災赤字”。

然而，隨著更多的研究表明可控火災的好處，這種做法可能準備改變。2022年8月，拜登政府在《減少通貨膨脹法》中指定了近20億美元，用於通過可控的燃燒和土地管理措施減少危險的野火燃料。

Kelp說：”我們的建模顯示，控制性燒毀應針對密集的植被區域，特別是在西拉山和喀斯特山以西，在人口密集區的上風口。”

該團隊的計算機建模整合了環境、氣象、化學和物理參數，以預測野火煙霧如何擴散和影響社區。Kelp說：”隨著所有這些層面的數據被納入模型，我們已經提高了對如何以及在哪裡減少野火煙霧暴露的理解。雖然可控引火也有其自身的風險，但我們知道可控的火災可以在較小的土地上得到更好的控制，實現更有效的燃燒，在幾個小時或幾天的時間裡產生更少的污染。相比之下，野火是不可預測的，可以迅速蔓延到廣大地區，用有害的煙霧覆蓋人口稠密的地區。”

“任何在野火易發區呆過的人都可以證明，野火產生的煙霧可以傳播很遠，並對空氣質量產生重大影響，”美國農業部林務局洛基山研究站的項目專家馬修-卡羅爾說。卡羅爾是該論文的共同作者，並討論了該團隊的發現。”令人驚訝的是我們有能力使用物理現象的高度預測模型來理解對社會景觀的影響。火災管理人員可以利用這項關於野火和可控火災的煙霧如何對社區和人口中心產生不同影響的研究，幫助確定在哪里和什麼時候進行燃料處理的優先次序，使之更加有效和公平。”

先前的研究表明，野火煙霧可能對主要由有色人種居住的社區或生活在貧困線以下的高比例人群產生不成比例的影響。雖然對野火煙霧及其公共健康影響的監測在城市人口中心有所增加，但研究人員說，煙霧對這些農村社區的影響可能被忽略了。

在他們的研究中，研究小組觀察了西部三個主要環境正義社區的煙霧暴露情況：加州中央谷地的農業社區和華盛頓州中部/東部以及西南部的納瓦霍民族。他們發現，在加利福尼亞北部和太平洋西北部的關鍵地區進行可控的燃燒，將減少煙霧對這些脆弱地區的輸送。

“面對野火危機是非常複雜的。我希望這項研究能夠幫助公眾了解我們在規劃和實施可控燒毀時考慮的所有物理和社會因素，以應對在解決野火和煙霧方面存在的無數複雜問題，”卡羅爾說。”這項研究的力量在於將多個科學學科結合起來，進行以新的方式看待數據的建模，在城市和社區的社會景觀中分析煙霧等物理現象，並利用這些信息來幫助支持現實世界的決策和行動。