当加拿大野火的烟雾在2023年6月将纽约市的天空变成末日般的橙色时，它带来了灾难性的空气质量以及一个意想不到的副作用：使纽约市地区降温约3摄氏度。这种温度下降被称为“全球变暗”，它是“全球变暖”的反面，根据罗格斯大学健康研究人员在《自然》杂志《通讯地球与环境》上发表的突破性发现，这会将危险的污染物困在地面上。
“由于你听到的关于全球变暖负面后果的消息很多，你可能会认为降温是好事，”高级研究作者、罗格斯大学公共卫生学院和工程学院纳米科学和环境生物工程亨利·罗格斯教授菲利普·德莫克里图说。“但低温同样不好，因为这种微气候效应可以扰乱水循环，困住其他有毒空气化合物，并增加人类的暴露水平。”
研究人员研究了加拿大野火事件高峰期颗粒物的物理化学特性，分析了它们的吸光和散射光性质。他们发现，从加拿大野火中传播近1,000公里的烟雾颗粒在地面上产生了前所未有的直接辐射强迫-352.4瓦/平方米。
“6月7日到达新泽西州和纽约市地区的野火颗粒物主要含有未完全光漂白的棕色碳颗粒，尽管已经覆盖了约800公里的距离，”罗格斯大学公共卫生学院助理教授乔治·凯莱西迪斯说。
科学家们确定，冷却发生是因为野火烟雾主要包含有机碳颗粒，这些颗粒将阳光散射远离地球表面。就像一把烟雾伞，这些颗粒阻挡了入射的太阳辐射，冷却了下面的区域。然而，这种冷却伴随着危险的后果。
通过降低温度，城市上空的烟雾层限制了自然空气流通，阻止了污染的稀释和垂直混合。这种机制将野火颗粒和其他城市污染物困在地面附近，可能增加了人类接触有害空气污染物的风险。
“这项研究首次记录了野火纳米颗粒对大城市微气候的影响，”德莫克里图说。“这种环境空气温度的降低可能会加剧城市热岛效应，并限制大城市的自然通风，从而加剧空气污染的暴露。”
在这一事件期间，纽约市记录了前所未有的每日平均细颗粒物（PM2.5）浓度，总量超过环境保护署指南的三倍，世界卫生组织建议的八倍。被困的污染物可能对该地区的健康产生了影响，德莫克里图引用了最近在纽约市进行的流行病学研究，确认了急诊医院就诊次数的增加以及哮喘和其他呼吸系统健康问题的恶化。
辐射冷却研究是更大规模研究的一部分，旨在考察2023年加拿大野火对人类健康的影响。同一罗格斯团队在同一期刊《环境科学与技术》上发表的另一篇论文揭示了另一个令人担忧的影响：在加拿大事件期间，人们肺部沉积了惊人的9.2毫克烟雾颗粒，这些颗粒显著削弱了人体肺部免疫防御。
该研究发现，暴露于野火颗粒物会使肺巨噬细胞——抵御吸入病原体的免疫细胞——的存活率降低约20%。这些颗粒还使这些细胞吞噬外来入侵者的能力降低了约50%，可能增加了对呼吸道感染的脆弱性。
三项独立的纽约市流行病学研究证实了这一事件期间的实际健康影响，在野火烟雾达到峰值时，哮喘相关的急诊就诊增加了44%至82%。
随着气候变化导致更频繁和更强烈的野火，这些发现突显了野火排放、城市微气候和公众健康之间的复杂相互作用。研究表明，除了能见度降低和呼吸困难的直接影响外，野火烟雾还会产生次级效应，放大和延长有害污染物的暴露。
“由于极端干旱和高温，野火事件的发生频率和强度急剧增加，现在甚至影响到美国东北部，”德莫克里图说。“这是该地区第一次发生如此规模的事件，但很可能不会是最后一次。”
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