野火烟雾给清洁空气带来了新的挑战。美国国家航空航天局（NASA）支持的一项研究周四发布，发现过去十年中，野火使美国大陆大部分地区的地面臭氧污染加剧，造成远离活跃火焰的地方也出现了不健康的空气。研究人员在《科学》杂志中报告，野火已经成为美国大部分地区地面臭氧或雾霾的重要来源。全国范围内，火灾抵消了近四年的臭氧控制成就，而西部和中西部的影响更大。烟雾通常与烟灰、灰烬和其他微小颗粒物相关，这使空气看起来模糊。但是，野火也会排放出一氧化碳等气体，它们在阳光照射下与其他污染物结合，可以形成表层臭氧。地面臭氧是一种不可见的污染物，危害人类健康、植物和作物。当烟雾浓云移动并与其他污染物混合时，这些反应可以在几百甚至几千英里远的地方引发臭氧的增加。“NASA地球观察与地面监测网络帮助揭示了野火带来的跨州空气质量风险，给空气质量管理人员提供了更好的决策信息，因为野火烟雾影响了更多社区，”华盛顿NASA总部地球行动健康与空气质量项目经理约翰·海恩斯（John Haynes）表示。“这是NASA科学为美国社区服务的一个有力例证。”在高空中，臭氧保护地球免受有害紫外线辐射。但是在近地面，臭氧会刺激肺部，恶化哮喘和其他呼吸系统疾病，并增加儿童、老年人、户外工作者和有健康问题人士的健康风险。为了追踪表层臭氧的变化，研究人员采用深度学习，这是一种寻找大数据集模式的人工智能形式。他们利用它构建了一个独一无二的数据集，估计从2003年到2024年美国大陆的每日表层臭氧，按每公里的网格（每边约0.6英里）进行划分。这项工作得到了NASA健康与空气质量项目和其他NASA资助的支持。科学家们将约1000个地面空气质量监测站的数据与大气模型数据、天气信息、野火污染数据和卫星衍生信息相结合，包括来自可见光红外成像辐射计套件（VIIRS）和中分辨率成像光谱仪（MODIS）仪器的产品。他们的分析揭示了两个不同的时期。从2003年到2015年，美国地面臭氧通常有所下降，因为形成臭氧的污染物排放减少。然而，在2015年之后，这些成就许多地方放缓或逆转。通过比较估计的臭氧水平与去掉野火影响的情景，研究人员发现，野火造成的污染是这种转变的主要因素。如果没有野火的影响，中西部的地面臭氧可能会继续下降。相反，自2015年以来，野火使得大约5.3年的臭氧控制进程被抹去。“中西部的人们可能认为远处燃烧的火灾不会影响他们，”该研究的通讯作者、爱荷华大学的气象科学家王军（Jun Wang）说。“但一旦野火污染进入空气，它就会横跨区域。一个地方的污染可能会影响另一个地方的空气质量。”该研究还发现，野火引发的臭氧增加了接触不健康空气的风险，并可能导致过早死亡。与长期野火相关的臭氧接触所致的过早死亡人数在2013年后估计增加了318人每年，2013年后的平均水平比前十年高出46%。研究人员通过估算平均寿命、臭氧接触和人口密度计算出过早死亡人数。2023年的加拿大野火显示出这种风险传播的广泛程度，烟雾导致的臭氧上升蔓延至中西部和东北部及南部的部分地区。总体而言，从2022年到2024年，研究人员估计野火使得额外4300万人接触到不符合目前联邦臭氧空气质量标准的条件。仅靠地面监测器捕捉到这个全国性的情况是困难的。地面监测器仍然是美国空气质量监测的支柱，但它们并没有覆盖每个社区。NASA的科学验证卫星观测和模型帮助研究人员和机构看到跨州、跨地区及火灾季节的空气质量模式。这项更广泛的空气质量工作包括较新的任务，如TEMPO（对流层排放：污染监测）。TEMPO于2023年发射，是NASA的第一项使用基于太空的光谱仪提供北美空气质量的每小时白天测量的任务。其视野足够清晰，可以区分污染源。