Mengambil sampel asap api terkadang berarti memasukkan tabung ke luar jendela pesawat. Brett Palm / Universitas Washington, CC BY-ND

Tahun 2020 akan dikenang karena berbagai alasan, termasuk alasannya kebakaran hutan yang memecahkan rekor yang mengubah langit San Francisco warna apokaliptik merah dan menyelimuti sebagian besar wilayah Barat dengan asap selama berminggu-minggu.

California berpengalaman lima dari enam kebakaran terbesarnya tercatat pada tahun 2020, termasuk "gigafire, ”Api yang membakar lebih dari 1 juta hektar. Colorado melihatnya tiga kebakaran terbesar pada catatan.

Meskipun asap dapat membuat matahari terbenam yang indah, asap juga dapat berdampak buruk bagi kesehatan manusia.

saya adalah seorang ahli kimia atmosfer, dan atmosfer adalah laboratorium saya. Ketika saya melihat ke langit, saya melihat campuran dari ribuan senyawa kimia yang berbeda berinteraksi satu sama lain dan dengan sinar matahari.

Reaksi dan transformasi di atmosfer menyebabkan asap api berubah secara dramatis saat bergerak melawan arah angin, dan penelitian telah menunjukkan bahwa asap tersebut dapat tumbuh. lebih beracun seiring bertambahnya usia. Untuk secara akurat meramalkan efek emisi kebakaran hutan pada populasi yang melawan arah angin dan mengeluarkan peringatan kualitas udara yang lebih bertarget saat musim kebakaran semakin memburuk, kita harus memahami bahan kimia mana yang dipancarkan dan bagaimana asap berubah seiring waktu.

Untuk mengetahuinya, kolega saya dan saya menerbangkan pesawat ke dalam asap kebakaran hutan besar di Barat.

Bagaimana kami mempelajari kebakaran hutan

Kebakaran hutan besar dan cara angin membawa asap tidak dapat dengan mudah ditiru di laboratorium. Hal ini membuat mereka sulit untuk belajar. Salah satu cara terbaik untuk mempelajari kimia asap kebakaran hutan yang sesungguhnya adalah dengan mengambil sampelnya langsung di atmosfer.

In 2018 dan 2019, saya dan rekan kerja saya melintasi langit di atas kebakaran hutan aktif di pesawat khusus yang sarat dengan instrumen ilmiah. Setiap instrumen dirancang untuk mengambil sampel bagian asap yang berbeda, seringkali dengan cara menancapkan tabung ke luar jendela.

Tidak ada instrumen tunggal yang dapat mengukur semua molekul ini sekaligus. Faktanya, beberapa senyawa tertentu merupakan tantangan untuk diukur sama sekali. Banyak ilmuwan, termasuk saya, mendedikasikan karir mereka untuk merancang dan membangun instrumen baru untuk meningkatkan pengukuran kita dan terus memajukan pemahaman kita tentang atmosfer dan bagaimana pengaruhnya terhadap kita.

Dalam penelitian yang baru diterbitkan dari kebakaran hutan 2018, rekan saya dan saya menunjukkan bagaimana partikel asap berubah dengan cepat saat terbawa angin.

Beberapa partikel menguap menjadi gas, mirip dengan genangan hujan yang menguap menjadi uap air saat Matahari keluar. Pada saat yang sama, beberapa gas dalam asap mengalami reaksi untuk membentuk partikel baru, mirip dengan kondensasi uap air untuk membentuk awan atau tetesan embun. Sementara itu, reaksi kimia sedang terjadi, mengubah molekul itu sendiri.

Saat molekul-molekul ini bereaksi dengan sinar matahari dan gas lain di atmosfer, asap berubah secara mendasar. Inilah yang kami maksud ketika para ilmuwan berbicara tentang asap yang “menua” atau menjadi “basi” dari waktu ke waktu. Penelitian terbaru lainnya telah mulai menunjukkan bagaimana asap api dapat terjadi lebih beracun seiring bertambahnya usia.

Apa arti semua perubahan ini bagi kesehatan?

Kerusakan kesehatan akibat asap sebagian besar disebabkan oleh banyaknya PM2.5 yang dikandungnya. Ini adalah partikel kecil, sebagian kecil dari lebar rambut manusia, yang dapat terhirup jauh ke dalam paru-paru sehingga dapat mengiritasi saluran pernapasan. Bahkan paparan jangka pendek pun bisa memperburuk masalah jantung dan paru-paru.

Partikel PM2.5 berukuran kecil dengan diameter kurang dari 2.5 mikron. US Environmental Protection Agency

Reaksi kimia mengontrol berapa banyak PM2.5 dalam asap kebakaran hutan saat diangkut menjauh dari api dan ke pusat populasi. Menggunakan pengukuran pesawat kami untuk memahami proses ini, kami ahli kimia dapat memprediksi dengan lebih baik berapa banyak PM2.5 akan hadir dalam asap tua.

Dikombinasikan dengan peramalan meteorologi yang memprediksi ke mana asap akan pergi, hal ini dapat mengarah pada model kualitas udara yang lebih baik yang dapat memberi tahu orang-orang di bawah angin apakah mereka akan terpapar udara yang tidak sehat.

Perkiraan kualitas udara yang lebih baik

Dengan semakin banyaknya berita kebakaran hutan, semakin banyak orang yang menyadari kualitas udara mereka sendiri. Sumber daya seperti Udara Sekarang dari Badan Perlindungan Lingkungan AS memberikan data kualitas udara saat ini dan yang diperkirakan, bersama dengan penjelasan tentang bahaya kesehatan. Informasi lokal sering juga tersedia dari lembaga negara bagian atau regional.

Asap dari kebakaran hutan mengubah langit tengah hari menjadi oranye di San Francisco pada 9 September 2020. Gambar AP / Tony Avelar

Pengukuran dan prakiraan kualitas udara dapat membantu orang hindari situasi yang tidak sehat, terutama kelompok sensitif seperti penderita asma. Selama periode prediksi kualitas udara tidak sehat, pemerintah daerah atau negara bagian dapat menggunakan prakiraan untuk mengurangi sumber polusi lain, seperti mencegah pembakaran kayu di rumah atau kegiatan industri yang beremisi tinggi.

Melihat ke masa depan, asap kebakaran hutan kemungkinan besar akan menyebar ke seluruh Barat setiap tahun karena beberapa alasan. Meningkatnya suhu meninggalkan lanskap lebih kering dan lebih mudah terbakar. Pada saat yang sama, lebih banyak orang membangun rumah di antarmuka wildland-urban, menciptakan lebih banyak peluang untuk memulai kebakaran.

Komunitas besar ilmuwan termasuk saya bekerja untuk lebih memahami emisi kebakaran hutan dan bagaimana mereka berubah saat mereka menghempas ke arah komunitas yang melawan arah angin. Pengetahuan tersebut akan meningkatkan prakiraan kualitas udara dan dampak kesehatan dari asap kebakaran hutan, sehingga orang dapat belajar beradaptasi dan menghindari konsekuensi kesehatan yang paling buruk.

tentang Penulis

Brett B. Palm, Peneliti Postdoctoral di Kimia Atmosfer, Universitas Washington

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

Life After Carbon: Transformasi Global Kota Berikutnya

by Peter Plastrik, John Cleveland
Masa depan kota-kota kita tidak seperti dulu. Model kota modern yang berlaku secara global pada abad ke-20 telah melampaui kegunaannya. Itu tidak bisa menyelesaikan masalah yang diciptakannya — terutama pemanasan global. Untungnya, model baru untuk pembangunan perkotaan muncul di kota-kota untuk secara agresif mengatasi realitas perubahan iklim. Ini mengubah cara kota merancang dan menggunakan ruang fisik, menghasilkan kekayaan ekonomi, mengkonsumsi dan membuang sumber daya, mengeksploitasi dan mempertahankan ekosistem alami, dan mempersiapkan masa depan. Tersedia di Amazon

Kepunahan Keenam: Sejarah yang Tidak Alami

oleh Elizabeth Kolbert
Selama setengah miliar tahun terakhir, telah ada Lima kepunahan massal, ketika keanekaragaman kehidupan di bumi tiba-tiba dan secara dramatis menyusut. Para ilmuwan di seluruh dunia saat ini sedang memantau kepunahan keenam, yang diprediksikan sebagai peristiwa kepunahan paling dahsyat sejak dampak asteroid yang memusnahkan dinosaurus. Kali ini, bencana adalah kita. Dalam prosa yang bersifat jujur, menghibur, dan sangat informasi, New Yorker penulis Elizabeth Kolbert memberi tahu kita mengapa dan bagaimana manusia telah mengubah kehidupan di planet ini dengan cara yang tidak dimiliki spesies sebelumnya. Menjalin penelitian dalam setengah lusin disiplin ilmu, deskripsi spesies menarik yang telah hilang, dan sejarah kepunahan sebagai sebuah konsep, Kolbert memberikan catatan bergerak dan komprehensif tentang penghilangan yang terjadi di depan mata kita. Dia menunjukkan bahwa kepunahan keenam kemungkinan merupakan warisan umat manusia yang paling abadi, memaksa kita untuk memikirkan kembali pertanyaan mendasar tentang apa artinya menjadi manusia. Tersedia di Amazon

Perang Iklim: Perjuangan untuk Bertahan Hidup saat Dunia Terlalu Panas

oleh Gwynne Dyer
Gelombang pengungsi iklim. Lusinan negara gagal. Perang habis-habisan. Dari salah satu analis geopolitik besar dunia, muncul sekilas menakutkan realitas strategis dalam waktu dekat, ketika perubahan iklim mendorong kekuatan dunia ke arah politik kelangsungan hidup yang sangat ketat. Prescient dan gigih, Perang Iklim akan menjadi salah satu buku paling penting di tahun-tahun mendatang. Bacalah dan cari tahu apa tujuan kami. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.