气候变暖大背景下，全球野火活动愈加活跃，特别是在北美等地。传统研究普遍强调，野火产生的气溶胶及其远距离输送会导致大范围空气质量恶化。

然而，研究团队在梳理全球野火研究时，敏锐识别出两个关键问题：一、基于观测事实，美国西部极端野火时，气溶胶并未如预期般频繁且大范围覆盖东部地区；二、传统模式在模拟此类事件时，显著高估了东部地区的气溶胶浓度，与观测相悖。这一矛盾揭示出野火气溶胶跨区域过程的复杂性，亟需深入探究并厘清其背后的成因和机制。

我室魏麟懿副研究员联合复旦大学、美国Scripps海洋研究所等多家单位科研人员，基于多源观测，首先厘清并揭示：当美国西部发生极端野火，受直接影响的西部地区PM2.5浓度会显著上升；但在千里之外的东部地区，PM2.5浓度却出现“反常”下降。

随后，基于地球系统模式，研究团队构建并验证了机制链条如下：“火灾热量—气象要素—跨区域空气污染”。在将观测反演得到的火灾热量引入地球系统模式后，多源模式结果均表明：只有同时纳入火释放的气溶胶和热量，模式试验才能准确模拟美国西部野火发生时，西部PM2.5上升、东部PM2.5下降”的观测现象。仅纳入火热量的试验证实，东部PM2.5下降来自于火灾热量的影响。

进一步，研究团队通过追踪大气环流的变化，成功揭示物理机制如下：西部野火释放的热量触发强对流，其产生的降水消耗了向中部输送的水汽，导致美国中部干燥少云，引发中部近地层气温升高与低压异常；随后，中部的低压异常促进美国东部气旋生成，并推动东风异常。因此，在东部气旋异常增强对流性降水和“湿清除”、东风异常有效抑制西部野火烟雾向东部扩散的双重作用下，东部PM2.5浓度显著下降。至此，野火热量跨区域影响空气质量的完整路径得以明晰。

此外，研究团队结合全球暴露死亡率模型，发现仅考虑野火气溶胶的影响，将会高估健康风险——全美因PM2.5导致的过早死亡人数会被多算约1200例；结合经济模型得出经济损失高估约33亿美元。

这项研究不仅揭示了地球系统中“小区域热源-大尺度气候”的隐秘关联，更直接关乎到人类对野火影响的认知偏差问题。不仅如此，对火热量的考量有望促进火灾管控等方面的跨区域合作，为气候预估提供更科学的导航图，助力人类更好地理解和应对地球气候系统的复杂变化。

成果以“火释放的热量影响美国野火空气污染”(Fire Heat Affects the Impacts of Wildfires on Air Pollution in the United States)为题，2025年9月12日发表于《科学》(Science)杂志。中国科学院地球环境研究所魏麟懿副研究员为论文共同第一作者。

论文合作者包括复旦大学大气与海洋科学系的王勇教授（通讯作者）、其指导的博士生马启涵（共同第一作者）、美国Scripps海洋研究所的Guang J. Zhang（张广俊）教授和中国科学院大气物理研究所的王斌研究员。研究得到科技部重点研发项目和国家自然科学基金资助。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads1957

考虑火热量后，美国西部野火影响全美空气污染和健康的机制