持續蔓延的澳洲大火,全世界的健康與氣候危機?

  • 文/Yawei

據澳大利亞氣象局的資料顯示,新南威爾斯州(New South Wales,以下簡稱為新州)多處地區的降雨量土壤濕度,近幾年屢創新低。乾燥的氣候條件,在接近夏季的 11 月,成為野火季節(wildfire/ bushfire season)火勢嚴重且迅速蔓延的主因。目前森林大火重症地區,至少有 270 萬公頃的新州土地被燒毀。火災煙霧使空氣品質變差,更是成為民眾的健康隱憂。根據報導,光是 12 月 10 日,位於新州的雪梨就有超過150通因呼吸困難與氣喘(asthma)而起,尋求緊急救護的電話。

澳洲南澳與新南威爾斯目前的火警位置示意圖。圖/截自 Google crisis map(2019/12/23 )

每年的森林火災,是澳洲民眾自幼便耳聞的自然災害,就像臺灣的颱風與地震一樣,學校與政府會進行教育宣導;除此之外,政府官網於災難發生即時發布最新公告(以新州為例)。森林大火的危險等級(如圖),基本分為六個層級:中低度(Low-Moderate)、高度(High)、非常高(Very High)、嚴重(Severe)、極端(Extreme)、災難級(Catastrophic),依能否控制與撲滅火勢為衡量標準。最嚴重層級稱為「紅色警戒或災難級(Code Red or Catastrophic)」,表示消防單位無法短時間內控制火勢,附近公園、學校等公共設施都已關閉,因此不宜久留該處,若為附近居民則應盡快離開,切勿滯留在屋內等待消防人員營救。

大火導致的「逆溫現象」暫時延緩火勢

起初,專家們預測新州的野火蔓延將持續惡化,不過因大火而起的煙霧卻形成「逆溫現象(Temperature Inversion)」,暫緩了火災發生的情形。

一般而言,我們所處的對流層,溫度會因為海拔升高而逐漸降低,假使因為某種氣候條件或特殊情況,暖空氣層與冷空氣層的位置「倒轉(Inversion)」,即逆溫現象。形成逆溫現象的氣候條件或特殊情況,致使各種逆溫情形,其中較常見的包含輻射逆溫(Radiation Inversion)、鋒面逆溫(Frontal Inversion)、沉降逆溫(Subsidence Inversion)與混合逆溫(Mixing Inversion)等。

森林之火於新州各處持續不斷,據新州農村消防局(RFS)官網顯示的火勢地圖,截至 12 月 23 日晚間仍有 94 起大火,其中至少 58 起尚待遏制,消息持續更新。多處火勢竄升的濃煙正飄散各處。飄至雪梨的大量煙霧,因夜晚氣溫變冷,冷空氣密度大使濃煙滯留該地,形成散不去的煙霧層,此特殊情況,致使逆溫現象發生。煙霧層使太陽升起前的冷空氣,穩定處於地表周圍。

太陽升起後,陽光被煙霧層阻絕使地表無法升溫,形成(上圖左)逆溫現象。如此一來,降溫的地表使火勢也隨之減弱,讓更嚴重的災情不致發生。煙霧層因野火而生,會因為火勢的減弱而逐漸消散。通常情況下,若非如此大量煙霧聚集,上層陽光其實能輕易衝破煙霧層(上圖右),瓦解逆溫現象,伴隨升溫的地表,極可能再度引發火災。

雖然籠罩城市的煙霧有助於降溫、野火也有機會趨緩,但終究只能是暫時情況,畢竟煙霧的滯留、空氣質量隨之降低且影響能見度,對民眾生活而言都是嚴重的缺點。

澳洲的森林大火,影響的範圍是整個地球?

此次危機令人感到更不安的是煙霧裡的 PM2.5,將健康將帶來的巨大威脅,且其影響範圍絕不只侷限澳洲境內。

根據美國太空總署地球觀測站(NASA Earth Observatory, NEO)於 11 月 26 日發布動畫影像資料:煙霧高空快速竄升於高空後,11 月 1 日至 18 日逐漸往太平洋向南美移動。火勢竄升加熱空氣中水蒸氣,大量熱氣凝結成火積雲(pyrocummulus clouds; flammagenitus),為極端條件造成的氣候現象。火積雲隨「火」而生,伴隨煙霧飄於大氣層。

研究人員表示,這次森林大火產生的煙霧,已上升 12 至 13 公里,對野火而言是挺不尋常的高度,目前仍不清楚其快速上升的方式。一般因野火而升起的煙霧,多飄散於對流層,以2018年11月初,發生在美國加州的營溪大火(Camp Fire)為例,煙霧團上升高度最多在 4 至 5 公里間(如下圖)。

source:nasa

本次影像數據經量測後由 Goddard Earth Observing System Forward Processing(GEOS FP)模型進一步合成。該模型進行煙霧中氣膠黑碳(black carbon)位置與濃度的計算,每三小時更新一次。模型分析員為進一步模擬,輸入氣溫、濕度和風等氣象數據,利用衛星觀測火災位置與煙霧挾帶的氣膠(aerosol),以預測後續動向。

氣膠黑碳可能會影響人體健康與全球氣候

不管屬於固態、液態、或是混合固液氣態,只要是懸浮氣體中的物質(包含有毒和無毒物),都被通稱為氣膠 (Aerosol)。在海洋、沙漠、山脈、森林周圍的空氣,還有其中的生態系統,都能夠發現氣膠的存在。不同領域的專家們會依據不同形狀、大小和化學成分作稱呼。如氣象預報中出現的懸浮微粒 PM10,或更小的細懸浮微粒 PM2.5氣膠黑碳即氣膠的一種,由物質燃燒不完全而飄散空氣中,其微粒夠小,能輕易被人類吸入體內,進到肺部與血液,有可能造成呼吸道等健康問題。

來自美國國家環境保護局(United States Environmental Protection Agency, EPA)的研究表明,氣膠黑炭與心臟衰竭(heart failure)的風險增加,以及因呼吸道問題的醫院就診率提升有相關性。

 

野火如果持續蔓延,燃燒木材、植被,房屋等材料,就會持續排放許多氣體和懸浮顆粒,包括一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物,有機碳和細懸浮微粒(PM2.5)。2008 年 3 月,刊載於《自然-地球科學》(Nature Geoscience)中的研究就指出,氣膠黑碳對環境的影響甚鉅,其污染物質逐漸擴散至海洋與陸地,會持續數周至數月。不僅會污染雪和冰,加速其融化,雲雨形成受阻更影響降雨,進而大範圍影響全球的氣候變化。因此澳洲持續的大火,除了對當地的影響之外,也很有可能影響到遠在千里之外的你我!

參考資料


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