山火事の煙はどれくらい持続し、どこに広がるのでしょうか?

カナダで記録的な山火事が発生し、煙が米国東部の一部を覆ったが、夏の天候パターンの変化により被害は軽減されるはずだ

編集者注: このストーリーは、イベントの進展に応じて定期的に更新されます。

カナダ全土で猛威を振るっている山火事から南に流れ込む煙のおかげで、ここ数十年で地域最悪の大気汚染事件がニューヨーク市に降りかかる中、不気味なオレンジ色に照らされたもやが、象徴的なマンハッタンのスカイラインに異常な背景を提供している。 それは、気候変動が起こった世界のもう一つの終末的な光景です。

コロラド大学ボルダー大学環境科学共同研究研究所の大気化学者クリスティーン・ウィディンマイヤー氏は、「これが残りのシーズンに何を意味するのか心配だ」と語る。 「私たちはまだ6月に入ったばかりで、6月初旬です。そのため、全国的に煙の多い夏が訪れる可能性があります。」

しかし、火事は夏の間ずっと燃え続けるかもしれないが、その煙は現在の煙ほど多くの人を悩ませることはないかもしれない。 米国国立気象局気象予測センターの予報業務主任グレッグ・カービン氏は、この楽観的な可能性は、煙を発生源とする火災の近くに煙を近づけ続ける可能性のある気象パターンの変化に関連していると述べている。 カービン氏は、「煙は長期的な軌道予測に関しては、非常に非常に難しい」と指摘する。 とはいえ、「夏に入り、米国本土全体でジェット気流が弱まるにつれて、カナダからの煙で見られている問題はゆっくりと軽減される可能性が高い。」

カナダでは記録上最悪の火災シーズンの始まりとなっており、今年これまでに900万エーカー以上が焼失しており、これはマサチューセッツ州とコネチカット州を合わせた広さに相当する。 現在、全国で400件以上の火災が大気中に煙を吐き出しており、そのうち200件以上は制御不能な状態で猛威を振るっている。 暑くて乾燥した気象条件により、カナダ全土の森林が燃えやすい状態になっています。 山火事は今春アルバータ州西部とブリティッシュコロンビア州で始まり、5月の大規模なヒートドームイベント中に悪化した。 これらの火災からの煙は米国西部に流れ込み、モンタナ州とコロラド州の大気の質を急激に低下させた。

その後、さらに東のノバスコシア州とケベック州でも火災が発生し、当局は多くの地域に避難を命じた。 その結果、火災シーズンの厳しいスタートとなった。

カナダ天然資源局カナダ森林局の火災調査アナリスト、リチャード・カー氏は、「春の早い時期にこれほど火災面積が急速に増加した年は見たことがない」と語る。 春の大規模な火災は前例がないわけではないが、1年にこれほど多くの火災が発生するのは珍しいという。 これまでカナダで最大規模の火災があったのは1989年で、そのときは春先の火災がマニトバ州を壊滅させた、と彼は言う。 「これまでの記録の約半分に近づいていますが、火災の可能性があるシーズンはまだ数か月残っています」とカー氏は言う。

煙がすべて大気中に放出されると、その運命はその時々の気象パターンによって決まります。 この火災の一部は、大気科学者が遮断パターンと呼ぶ、カナダ上空に数週間にわたって頑固に留まっている巨大な高気圧によって発生しており、気温は高く、降水量は低く保たれている。 カービン氏によると、そのブロックの東端に沿って、北東に低気圧が形成されているという。 これら 2 つの星系の周囲および間を循環する空気が煙を南に向かって五大湖、北東部、大西洋中部地域を越えて引っ張っています。 「カナダの火災によって発生する粒子状物質は、基本的に南に流れていくことになります」とカービン氏は言う。

煙がどこに行き着くかは、風の吹き方によって大きく変わります。 「非常に微妙に変化する可能性があります」とカービン氏は言う。 「それはほんの小さな変化かもしれません。ある日は本当に煙が多く、大気の質にとって悪い日になる可能性があります。そして翌日は、より乾燥した、より涼しく、汚染の少ない空気を取り入れることができるので、大丈夫になる可能性があります。」 だからこそ、ニューイングランド北部は火災現場に近いにもかかわらず、現在、ニューヨーク州や大西洋中部沿岸よりもはるかに空気がきれいなのだ、と同氏は言う。

山火事の煙が大気中どのくらい上空にあるかも重要だとウィディンマイヤー氏は言う。 「時々、それは上空に留まることがありますが、今回は私たちが働き、生活し、呼吸する地表に降りてくるので、私たちの視界だけに影響を与えているわけではありません」と彼女は言います。 現在の気象パターンでは、「煙は実際に地表に降りてきており、その粒子の濃度は非常に高くなっています」とウィディンマイヤー氏は言う。 「地表の粒子レベルは非常に高く、非常にまれです。」

ニューヨーク市では、科学者がPM2.5と呼ぶ粒子状物質の濃度が高かったため、大気質の測定値は史上最悪の水準となった。 これらは直径 2.5 ミクロン以下の微粒子であり、呼吸器系の奥深くまで到達できるほど小さいです。 それらは、非常に若い人、高齢者、喘息や心臓病などの特定の病状を持つ人々にとって特に有害です。スタンフォード大学の環境変化と人間の転帰研究室の科学者によると、水曜日は米国で2006年以来最悪の山火事の煙の日でした。暴露された人の数の観点から。 6,000 万人以上が 60 マイクログラム/立方メートル (μg/m3) を超える PM2.5 濃度を経験しました。 4,700 万人以上が 75 µg/m3 を超えるレベルに曝露されました。 米国環境保護庁は、安全レベルを 12.0 µg/m3 に設定しています。 ニューヨーク市の路上でのレベルは、最悪の事態の間に400μg/m3を超えました。

水曜日にはニューヨーク州とニューイングランドの一部で最も濃い煙が観測されたが、その噴煙は木曜日までに南に移動し、フィラデルフィアからワシントンD.C.に広がる地域に迫りつつあった。火災からの煙はまた、空気にもかかわらずはるか南のジョージア州まで漂流した。そこの品質はさらに北の場所ほど悪くはありませんでした。

煙の影響を受ける地域の人々は、屋外で激しい運動をしないよう、また大気汚染レベルが特にひどい屋外ではマスクを着用するよう勧告されている。 窓を閉めて空気清浄機を稼働させると、室内の空気の質を改善できます。

カービン氏によると、煙は火災が発生しやすい環境を促進する可能性もあります。 「夏の間、私たちが得る降水量の大部分は雷雨によるものです。そして、雷雨が発生するには、表面加熱が必要です。濃い煙があると表面加熱が減少します。」とカービン氏は言います。なぜなら、それは太陽光線を遮るからです。 「煙の量と降水量の間には関係があるということですね。」

カー氏は、来週にはカナダ上空の高気圧のブロックが弱まり、カナダに一息つく可能性があるとの予測もある、と述べた。 しかし、それでも火災を鎮めるには十分ではないかもしれない。 「私たちは、数日間停滞し続けて必要な雨をもたらす可能性のある大規模な暴風雨システムを本当に探している」とカー​​氏は言う。 「それは非常に助かりますが、そのようなシステムはまだ見つかっていません。」

カー氏は、長期的には、地球規模の気候におけるエルニーニョパターンの進行により、カナダ南部全域で気温が低下し、降水量が増加するなど条件が緩和される可能性があるが、影響が強まるには数カ月かかる可能性があると述べている。 「シーズンの残りは厳しい決断だ」とカーは言う。

しかしカービン氏は、たとえカナダの山火事が依然として悲惨な状況であったとしても、北米全土で気象パターンが変化しているため、中大西洋岸沿いの煙の多い状況は夏が始まっても続かない可能性があると述べた。 これには特に、国中の気象システムを運ぶ大気中の高速移動気流であるジェット気流が関係します。 「ジェット気流はその構成を変えるでしょう。この構成が夏の間ずっと続くわけではありません」とカービン氏は言う。 「おそらく、アメリカ全土を西風か南西風が流れる夏期に入ると、東部ではこの劣悪な大気質と煙から解放されることになるでしょう。」

もちろん、煙が消えるわけではありません。 火災そのものの近くに留まり、地域の大気の質を低下させるだけです。 トロント、オタワ、その他カナダ東部の都市の大気の質もひどいものとなっている。

カナダの火災シーズンは気象パターンに大きな変化がなければ厳しい状況が続くとみられるが、重要な不確実性は、この冬に異常な高レベルの降水量を記録した米国西部で火災シーズンがどのように展開するかである。 通常、西部の火災からの煙は東に流れますが、夏の天候パターンでは風が遅くなり、火災から煙を遠くまで運ぶことができない可能性が高いとカービン氏は言います。

幸いなことに、長期的な煙の予測は困難ですが、短期的な予測は大幅に改善されつつあるとカービン氏は付け加えました。 「非常に注目すべき点の 1 つは、最悪の状況が今後 1 ～ 2 日間でどこに展開するかを予測できることです」と彼は言います。 「科学は本当に進歩して、『たとえ昨日のニューヨークが悪かったとしても、1日か2日待ってください』と言えるところまで来ました。 予測されている循環に基づいて、信じられないほど濃い煙がニューヨーク西部を横切ってニューヨーク市地域に移動しているのが確認されているため、最悪の事態はまだ来ていません。」

これらの予測があれば、人々は最悪の大気質を回避するためのより良い選択をすることができます。 「テクノロジーのおかげで、こうした出来事について事前に通知が得られるので、私たちは注意を払うことができます」とカービン氏は言う。 「そのため、たとえ軌道を変えることはあまりできなくても、最悪の空気を避けるために事前に計画を立てることはできるでしょう。」

メーガン・バーテルズニューヨーク市を拠点とする科学ジャーナリスト兼サイエンティフィック アメリカンのニュース記者です。

アンドレア・トンプソンは、Scientific American の副編集長であり、持続可能性をカバーしています。 Twitter でアンドレア・トンプソンをフォローしてください クレジット: Nick Higgins

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