野火烟雾对整个美国的空气质量、公众健康和生态系统构成了威胁。尽管今年加拿大野火的影响，西部地区通常比美国其他地区更容易受到野火烟雾的影响。哈佛大学、美国林务局和国家海洋和大气管理局的新研究表明，控制性烧毁--特别是在加利福尼亚北部和太平洋西北部的沿海地区--可以大大减少整个西部脆弱的农村社区和密集的人口中心的野火烟雾暴露量。这些发现于6月14日发表在《地球的未来》杂志上。

"自20世纪初以来，西部地区遗留的灭火工作与气候变暖相结合，造成了严重的野火。"论文的主要作者Makoto Kelp说："直到现在，对土地管理方法如何影响烟雾暴露的研究还不多，他作为大气化学模型小组的成员在哈佛大学获得了博士学位。

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2020年火灾对美国西部地区的烟雾暴露贡献最大的地方。红色表示2020年9月烟雾影响最大的地区，美国西部的平均数和人口的加权数。蓝色表示烟雾影响最小的火灾。资料来源：哈佛大学东南亚研究所

"烟雾由气体和微小颗粒的混合物组成。颗粒物对呼吸有害，因为它们可以深入你的肺部，并引发一系列急性和慢性疾病，"该论文的高级作者、哈佛大学约翰-A-保尔森工程与应用科学学院的高级研究员、建模小组的共同负责人洛雷塔-米克雷说。"干燥和温暖的条件，加上积累的灌木丛，使西部地区更容易受到大型、严重野火的影响。实施较小的可控火灾可以使失去控制的野火更难蔓延。这些受控的火灾仍然会排放烟雾，但净收益是整体上更少的烟雾污染"。

该团队分析了2018年和2020年的野火数据，并使用计算机模型模拟了可控火灾的行为方式，发现在加利福尼亚北部、俄勒冈州西部和华盛顿州东部的关键区域进行有控制的燃烧，可以对减少整个美国西部的野火烟雾暴露产生巨大的影响，这部分是由于盛行风将烟雾带到整个大陆，以及丰富、茂密的植被助长了烟火。

卫星观测和政府记录显示，在2015年至2020年期间，西部地区为土地管理目的而设置的这种可控火种屈指可数。在美国东部和东南部，用火来清理农田和管理栖息地是一种更常见的做法。虽然西部的原住民社区在历史上有控制地放火，但土地管理者在上个世纪试图快速压制野地火灾，因为担心它们的破坏性蔓延，从而导致了"火灾赤字"。

然而，随着更多的研究表明可控火灾的好处，这种做法可能准备改变。2022年8月，拜登政府在《减少通货膨胀法》中指定了近20亿美元，用于通过可控的燃烧和土地管理措施减少危险的野火燃料。

Kelp说："我们的建模显示，控制性烧毁应针对密集的植被区域，特别是在西拉山和喀斯特山以西，在人口密集区的上风口。"

该团队的计算机建模整合了环境、气象、化学和物理参数，以预测野火烟雾如何扩散和影响社区。Kelp说："随着所有这些层面的数据被纳入模型，我们已经提高了对如何以及在哪里减少野火烟雾暴露的理解。虽然可控引火也有其自身的风险，但我们知道可控的火灾可以在较小的土地上得到更好的控制，实现更有效的燃烧，在几个小时或几天的时间里产生更少的污染。相比之下，野火是不可预测的，可以迅速蔓延到广大地区，用有害的烟雾覆盖人口稠密的地区。"

"任何在野火易发区呆过的人都可以证明，野火产生的烟雾可以传播很远，并对空气质量产生重大影响，"美国农业部林务局洛基山研究站的项目专家马修-卡罗尔说。卡罗尔是该论文的共同作者，并讨论了该团队的发现。"令人惊讶的是我们有能力使用物理现象的高度预测模型来理解对社会景观的影响。火灾管理人员可以利用这项关于野火和可控火灾的烟雾如何对社区和人口中心产生不同影响的研究，帮助确定在哪里和什么时候进行燃料处理的优先次序，使之更加有效和公平。"

先前的研究表明，野火烟雾可能对主要由有色人种居住的社区或生活在贫困线以下的高比例人群产生不成比例的影响。虽然对野火烟雾及其公共健康影响的监测在城市人口中心有所增加，但研究人员说，烟雾对这些农村社区的影响可能被忽略了。

在他们的研究中，研究小组观察了西部三个主要环境正义社区的烟雾暴露情况：加州中央谷地的农业社区和华盛顿州中部/东部以及西南部的纳瓦霍民族。他们发现，在加利福尼亚北部和太平洋西北部的关键地区进行可控的燃烧，将减少烟雾对这些脆弱地区的输送。

"面对野火危机是非常复杂的。我希望这项研究能够帮助公众了解我们在规划和实施可控烧毁时考虑的所有物理和社会因素，以应对在解决野火和烟雾方面存在的无数复杂问题，"卡罗尔说。"这项研究的力量在于将多个科学学科结合起来，进行以新的方式看待数据的建模，在城市和社区的社会景观中分析烟雾等物理现象，并利用这些信息来帮助支持现实世界的决策和行动。