阿拉斯加野火季节延长加剧PM2.5污染：气候变暖下的空气质量与公共健康挑战

本文系统分析阿拉斯加野火季节的时空演变及其对细颗粒物（PM2.5）污染的影响。研究通过温度阈值法发现野火季节延长13.8天，导致PM2.5排放量增加3.6%，峰值浓度超美国EPA标准58倍。结合GFAS排放数据与GEOS-Chem模型，揭示野火对高纬度地区空气质量和公众健康的持续威胁，为火灾易发区环境治理提供科学依据。

　　

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IMPROVE observations of fine PM in Alaska

阿拉斯加地区大气颗粒物（包括PM_2.5、黑碳BC和有机碳OC）的地面观测数据源自保护视觉环境跨部门监测计划（IMPROVE）。该长期监测网络每三天通过滤膜采集一次午夜至午夜的24小时颗粒物样本。为确保数据质量，首月数据因系统稳定期需排除。常规与并置数据采用统一处理流程以降低不确定性。

Variations in meteorological fields and vegetation indices

我们首先探究可能影响阿拉斯加生物燃料条件与火灾活动的关键气象字段变化。通过线性回归分析2003-2020年间的温度、湿度、风速、地表湿度、根系湿度数据（源自MERRA-2）以及MODIS植被指数（图2）。

温度与湿度在夏季达到峰值，同期风速呈现年度性降低（图2）。过去二十年中，阿拉斯加年均气温显著上升（p<0.01），而夏季地表湿度与根系湿度却明显下降（p<0.01）。尽管年均风速整体减弱（p<0.01），但夏季风速反而增强（p<0.01）。植被指数（NDVI与EVI）均显示增长趋势（p<0.01），表明生物燃料可用性持续增加。

Discussion

如本研究及Bieniek等人（2014）所证实的温度上升，是阿拉斯加野火季节延长的关键驱动因素。变暖条件加速冰冻期缩短，导致融雪提前与霜冻形成推迟（Lawrence and Slater, 2010）。这延长了植被干燥窗口期，加剧野火风险。积雪减少降低地表反照率（Euskirchen et al., 2009; Stone et al., 2002），进一步放大升温效应并加速永久冻土融化（Jafarov et al., 2012）。

Conclusion

本研究探讨了近二十年阿拉斯加火灾活动的变化，重点关注火季偏移及其对空气质量的影响。尽管地表与根区湿度上升，早期湿润度增加可能促进植被生长，从而提升夏季火灾的燃料可用性。温度升高与夏季地表湿度降低共同导致燃料更干燥易燃。持续增长的植被指数进一步表明生物燃料可用性增加。