Инженеры изучают контролируемые лесные пожары в лаборатории, чтобы лучше понять реальное явление

Исследователи из Школы инженерии и прикладных наук Университета Вашингтона в Сент-Луисе воссоздают лесные пожары, такие как длившийся все лето пожар Соберанес в Калифорнии, в лаборатории аэрозолей на третьем этаже здания Брауэр-Холл. Пожар Соберанес, бушевавший месяцами в регионе Биг-Сюр, стал самой дорогой борьбой с огнём в истории США, стоив более $200 млн.

Такие пожары оказывают огромное влияние на изменение климата и здоровье людей в США и по всему миру. Именно поэтому инженеры работают над пониманием частиц, выбрасываемых во время этих всё более частых стихийных бедствий. «Лесные пожары — большая национальная проблема, и люди уже ощущают это», — говорит доцент Раджан Чакрабарти.

Используя топливо из районов пожаров по всей стране, например, сосновые ветки и торф, исследователи проводят контролируемые эксперименты по сжиганию, имитируя лесные пожары в миниатюре. Их новаторский подход использует специальную камеру для контролируемого горения в условиях пламени и тления, после чего частицы дыма «старятся» в проточном реакторе до нескольких эквивалентных атмосферных дней. Это позволяет наблюдать и анализировать наноразмерные частицы, выделяемые на протяжении всего жизненного цикла пожара, и их последующую трансформацию в атмосфере — процесс, который практически невозможно изучить в природе.

«Если бы мы могли разместить все эти приборы в лесном пожаре и затем парить вместе с этими выбросами в атмосфере две недели, мы могли бы захватить это в реальном времени», — отмечает доцент Брент Уильямс. — «Однако с этим связано много сложностей. Поэтому мы здесь, в лаборатории, воспроизводим эти выбросы».

Более глубокое понимание оптических и химических свойств частиц и того, как они меняются в ходе пожара, позволит учёным делать более точные прогнозы экологического воздействия пожара. «Наша цель — предоставить этот конкретный набор данных климатическим моделлерам и спутниковому сообществу, чтобы они могли давать более точные глобальные оценки ущерба от пожаров», — говорит Чакрабарти.

Знание точного химического состава частиц по мере их «старения» также ценно для изучения влияния выбросов на здоровье человека и климат. «Выбросы от огня могут содержать некоторые из тех же химических веществ, что и сигаретный дым», — поясняет Уильямс. — «Кроме того, химический состав этих частиц влияет на их оптические свойства и даже на способность образовывать облака, а значит, частицы играют роль в формировании температуры нашей планеты».