Eine neue Studie, die von den Proceedings der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika (PNAS) veröffentlicht wurde, sagt eine düstere Zukunft für Waldbrände und den daraus resultierenden giftigen Rauch voraus. Hier ist die Zusammenfassung ihrer neu abgeschlossenen Studie:
Vollständige Forschungsveröffentlichung: https://www.pnas.org/content/118/2/e2011048118#F1
Zunahme tödlicher globaler Waldbrände
Jüngste dramatische und tödliche Zunahmen der weltweiten Waldbrandaktivität haben die Aufmerksamkeit auf die Ursachen von Waldbränden, ihre Folgen und die Frage, wie das Risiko von Waldbränden gemindert werden könnte, verstärkt. Hier bringen wir Daten über das sich ändernde Risiko und die gesellschaftliche Belastung durch Waldbrände in den USA zusammen. Wir schätzen, dass sich derzeit fast 50 Millionen Häuser an der Schnittstelle zwischen Wildland und Stadt in den Vereinigten Staaten befinden, eine Zahl, die alle 1 Jahre um 3 Million Häuser zunimmt. Um zu veranschaulichen, wie sich Änderungen der Waldbrandaktivität auf die Luftverschmutzung und die damit verbundenen gesundheitlichen Folgen auswirken können und wie diese Verknüpfungen die zukünftige Wissenschaft und Politik leiten können, entwickeln wir ein statistisches Modell, das satellitengestützte Feuer- und Rauchdaten mit Informationen von Verschmutzungsüberwachungsstationen verknüpft.
Waldbrände haben in den USA einen Anteil von bis zu 25% an PM2.5-Partikeln
Mithilfe des Modells schätzen wir, dass Waldbrände in den letzten Jahren in den USA bis zu 25 % der PM2.5-Belastung ( Feinstaub mit einem Durchmesser < 2.5 μm) verursacht haben, in einigen westlichen Regionen sogar bis zu die Hälfte. Die räumlichen Muster der Belastung durch Rauch in der Umgebungsluft folgen dabei nicht den üblichen sozioökonomischen Gradienten der Schadstoffbelastung. Wir kombinieren das Modell mit stilisierten Szenarien, um zu zeigen, dass Maßnahmen zur Brennstoffbewirtschaftung erhebliche gesundheitliche Vorteile bringen könnten und dass die zukünftigen gesundheitlichen Auswirkungen des durch den Klimawandel verursachten Waldbrandrauchs den prognostizierten Anstiegen der temperaturbedingten Sterblichkeit durch den Klimawandel nahekommen könnten – allerdings bleiben beide Schätzungen mit Unsicherheiten behaftet. Wir nutzen die Modellergebnisse, um wichtige Bereiche für zukünftige Forschung hervorzuheben und daraus Schlussfolgerungen für die Politik abzuleiten.
Die Verbrennungsgebiete von Waldbränden in den USA betragen in den letzten vier Jahrzehnten bis zu 400%
In den letzten vier Jahrzehnten hat sich die durch Waldbrände verbrannte Fläche in den Vereinigten Staaten ungefähr vervierfacht (Abb. 1A) (1Dieses rasante Wachstum wurde durch eine Reihe von Faktoren verursacht, darunter die Ansammlung von Brennstoffen aufgrund der im letzten Jahrhundert angewandten Brandbekämpfung (2) und eine neuere Zunahme der Kraftstoff-Trockenheit (Abb. 1B, gezeigt für den Westen der Vereinigten Staaten), ein Trend, der sich voraussichtlich fortsetzen wird, wenn sich das Klima erwärmt (3, 4Diese Zunahmen erfolgten parallel zu einem erheblichen Anstieg der Anzahl von Häusern in der Wald-Stadt-Übergangszone (WUI). Mithilfe von Daten zu allen Wohnstandorten in den Vereinigten Staaten und aktualisierten nationalen Landbedeckungskarten aktualisieren wir frühere Studien (5, 6und schätzen, dass es derzeit etwa 49 Millionen Wohnhäuser in der Wald- und Waldbrandzone gibt, eine Zahl, die in den letzten zwei Jahrzehnten um etwa 350,000 Häuser pro Jahr gestiegen ist (Abb. 1C und SI Anhang). Da sich die Brandbekämpfung im Wesentlichen auf den Schutz von Privathäusern konzentriert (7) haben diese Faktoren zu einem stetigen Anstieg der Ausgaben der US-Regierung für die Bekämpfung von Waldbränden beigetragen (Abb. 1D), die in den letzten Jahren Bundesausgaben in Höhe von 3 Mrd. USD / Jahr (1). Die gesamte vorgeschriebene Verbrennungsfläche hat im Südosten der Vereinigten Staaten zugenommen, ist aber anderswo weitgehend flach geblieben (Abb. 1E), was vielen nahe legt, dass angesichts des massiven Gesamtwachstums des Waldbrandrisikos zu wenig in diese Risikominderungsstrategie investiert wird (8).
Trends bei den Treibern und Folgen von Waldbränden. (A und B) Zunahme der verbrannten Fläche in öffentlichen und privaten US-Ländern (A) (1) wurden teilweise durch die zunehmende Trockenheit des Kraftstoffs angetrieben, die hier im Westen der Vereinigten Staaten gezeigt wird (4) (B). (C und D) Die Zahl der Häuser in der WUI ist ebenfalls schnell gestiegen (C, unsere Berechnungen; SI Anhang), was zu steigenden Unterdrückungskosten (D) der Bundesregierung beigetragen hat. (E) Die vorgeschriebene Verbrennungsfläche hat im Süden erheblich zugenommen, ist jedoch in allen anderen Regionen flach (1(F und G) Die Anzahl der Tage mit starker Rauchbelastung hat in den gesamten Vereinigten Staaten zugenommen (F), was möglicherweise die seit zehn Jahren erzielten Verbesserungen der Luftqualität in den Vereinigten Staaten zunichtemacht (G). (H) Wir berechnen einen steigenden Anteil des Gesamtanteils Die Auswirkungen sind vor allem auf Waldbrandrauch zurückzuführen, insbesondere im Westen. Rote und blaue Linien in den Diagrammen zeigen lineare Anpassungen an die historischen Daten, wobei die Steigungen jeweils oben links angegeben sind. Alle Linien unterscheiden sich signifikant von null (p < 0.01), außer bei kontrollierten Bränden außerhalb des Südens. Rote Linien kennzeichnen Daten aus veröffentlichten Studien oder Regierungsdaten, blaue Linien stellen neue Schätzungen aus dieser Arbeit dar.
Wachsende Bedenken
Welche Folgen hat diese veränderte Waldbrandaktivität für die allgemeine Luftqualität und die Gesundheit, und wie sollte die Politik darauf reagieren? Starke Zunahmen der Waldbrandaktivität gingen mit einem deutlichen Anstieg der Tage mit Rauchbelastung in der Luft in den gesamten Vereinigten Staaten einher ( Abb. 1F ) , wie Satellitendaten zeigen ( 9 ). Diese Zunahmen wurden in den gesamten kontinentalen Vereinigten Staaten beobachtet, nicht nur im Westen, und drohen, die in den letzten zwei Jahrzehnten erzielten deutlichen Verbesserungen der Luftqualität in den Vereinigten Staaten zunichtezumachen ( Abb. 1G ) . Die Auswirkungen von Waldbränden sind bereits in den steigenden Konzentrationen organischen Kohlenstoffs im Frühjahr und Sommer sichtbar, die in ländlichen Gebieten im Süden und Westen der USA beobachtet wurden ( SI-Anhang , Abb. S1 ). Studien belegen, dass jegliche Rauchbelastung in der Luft die Morbidität und Mortalität der betroffenen Bevölkerung erhöhen kann ( 10 , 11 ).
Eine Herausforderung für Bevölkerungszentren
Eine Herausforderung für das Verständnis des breiteren Beitrags der Änderung der Waldbrandaktivität zur Luftqualität ist die Schwierigkeit, die Feueraktivität genau mit den damit verbundenen Schadstoffexpositionen in häufig entfernten Bevölkerungszentren zu verknüpfen (12Satellitengestützte Messungen der Rauchbelastung sind zunehmend verfügbar und attraktiv, da die Rauchfahnenüberwachung intuitiv Quell- und Zielgebiete miteinander verbindet. Solche Daten können jedoch noch nicht verwendet werden, um die Rauchdichte präzise zu messen oder bodennahen Rauch von Rauch in höheren Atmosphärenschichten zu unterscheiden, und daher lassen sie sich nur schwer mit bestehenden Zusammenhängen zwischen Exposition und gesundheitlicher Wirkung verknüpfen (13, 14Chemische Transportmodelle (CTMs), die die Bewegung und Entwicklung von Waldbrandemissionen direkt modellieren können, bieten einen alternativen Ansatz, um lokale Schadstoffkonzentrationen mit spezifischen Brandaktivitäten zu verknüpfen. Die Erstellung genauer Expositionsabschätzungen mithilfe von CTMs erfordert jedoch die Überwindung mehrerer großer Unsicherheiten im Pfad zwischen Quelle und Empfänger. Erstens hat sich gezeigt, dass große Unsicherheiten in den Emissionsinventaren von Waldbränden zu vielfachen Unterschieden in den auf Waldbrände zurückzuführenden Expositionsabschätzungen führen. (Partikel mit einem Durchmesser <2.5 μm) Konzentrationen in den Vereinigten Staaten (und> 20 × regionale Unterschiede in Hochbrandjahren), wenn unterschiedliche Bestände als Input für dieselbe Gemeinschaftsmarke verwendet werden (15, 16), und die Integration von Satellitenbeobachtungen verbessert die Leistung nur geringfügig (17Zweitens werden die detaillierten Bedingungen im Zusammenhang mit Emissionen, wie die Höhe der Emissionsinjektionen und die sehr lokale Meteorologie sowie deren Transport, möglicherweise nicht von den Modellen erfasst und können die Abschätzungen der Exposition stromabwärts dramatisch beeinflussen (18, 19Schließlich erfassen CTM-Darstellungen der Atmosphärenchemie die Entwicklung von Waldbrandrauch möglicherweise nicht genau (20⇓⇓⇓-24Zusätzlich zu den modellbedingten Unsicherheiten führt der hohe Rechenaufwand für die Anwendung von CTMs auf große räumliche und zeitliche Skalen dazu, dass Modelle selten anhand der langen Zeitreihen von Konzentrationsmessungen validiert werden, die von Hunderten von Bodenstationen in den gesamten Vereinigten Staaten verfügbar sind.
Satelliten-Rauchfahnenbilder
Um den sich ändernden Beitrag von Waldbränden zur Partikelbelastung in den Vereinigten Staaten besser zu verstehen und wichtige wissenschaftliche und politische Fragen an der Schnittstelle von Waldbrand, Umweltverschmutzung und Klima zu veranschaulichen, trainieren und validieren wir ein statistisches Modell, das Änderungen der vom Satelliten geschätzten Werte in Beziehung setzt Exposition der Rauchwolke und Brandaktivität gegenüber dem Boden gemessen Konzentrationen über Regionen in den Vereinigten Staaten (SI Anhang, Abb. S2). Unser Modell ist speziell darauf trainiert, Abweichungen in vorherzusagen Im Laufe der Zeit an vielen einzelnen Standorten – eine Variation, die zunehmend genutzt wird, um zu verstehen, wie sich Veränderungen der Luftschadstoffe auf wichtige Gesundheitsindikatoren auswirken. Unser Ansatz ist nicht auf unsichere Emissionsinventare angewiesen und mindert die Schwierigkeiten bei der Modellierung der Rauchfahnenausbreitung. Die Ergebnisse lassen sich leicht anhand von über einem Jahrzehnt an Bodendaten validieren, mit denen das Modell nicht trainiert wurde. Die Modellschätzungen sind robust gegenüber alternativen Methoden zur Einbeziehung von Brand- und Rauchfahnendaten (SI Anhang, Abb. S3 und Tabellen S1 - S3) und Leistung bei der Vorhersage von Abweichungen insgesamt entspricht den auf Fernerkundung basierenden Benchmark-Ansätzen (SI Anhang, Abb. S4) und übertrifft die gemeldete Leistung von Gemeinschaftsmarken (SI AnhangWir vergleichen die Schätzungen dieses reduzierten Modells mit anderen regionsspezifischen Schätzungen der Rauchkonzentrationen aus der Literatur und stellen fest, dass unser Ansatz ähnliche Schätzungen des Gesamtanteils liefert. aus Rauch als aktuelle Studien für kleinere Regionen oder Zeiträume (SI Anhang, Abb. S5).
PM2.5 von Weltfeuern Bis zur Hälfte aller PM2.5 im Westen
Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Beitrag von verheerendem Rauch zu PM2.5 Die Feinstaubkonzentrationen in den USA haben seit Mitte der 2000er Jahre deutlich zugenommen und machen in den letzten Jahren bis zu die Hälfte der gesamten Feinstaubbelastung aus.2.5 Exposition in westlichen Regionen im Vergleich zu <20% vor einem Jahrzehnt (Abb. 1H). Während der Beitrag von Rauch zu PM erhöht2.5 Sie konzentrieren sich im Westen der USA, sind aber auch in anderen Regionen anzutreffen (Abb. 2 A und B), ein Ergebnis des Ferntransports von Rauch aus großen Bränden. In den Regionen des Mittleren Westens und des Ostens der Vereinigten Staaten wird geschätzt, dass ein wachsender Rauchanteil durch Brände im Westen der Vereinigten Staaten oder von außerhalb der Vereinigten Staaten entsteht (13) (Abb. 2 C und D), was die jüngsten Erkenntnisse über die erhebliche grenzüberschreitende Bewegung insgesamt widerspiegelt innerhalb der Vereinigten Staaten (25). Expositionsmuster sind auch für Debatten über Umweltgerechtigkeit relevant: Wir stellen fest, dass Landkreise mit einem höheren Anteil nicht-hispanischer Weißer in der Bevölkerung insgesamt weniger exponiert sind , wie in der Community für Umweltgerechtigkeit seit langem anerkannt, sind sie im Durchschnitt eher der Umgebung ausgesetzt von verheerendem Rauch (Abb. 2 E und F). Wie diese Unterschiede in der Umgebung rauchbasiert sind Die Exposition, die sich in tatsächlichen individuellen Expositionen niederschlägt, hängt von einer Vielzahl individueller Faktoren ab, einschließlich der Unterschiede in der Zeit im Freien und in den Merkmalen des Wohn- und Arbeitsumfelds in Innenräumen, von denen viele mit sozioökonomischen Faktoren korrelieren könnten. Beispielsweise ist bekannt, dass die Infiltration von Schadstoffen im Freien in Haushalte bei älteren, kleineren Häusern und Haushalten mit niedrigerem Einkommen im Durchschnitt höher ist (26), und diese Unterschiede könnten zu Unterschieden bei der individuellen Gesamtexposition führen, selbst wenn die Exposition in der Umgebung nicht unterschiedlich ist.
Menge, Quelle und Häufigkeit von Waldbrandrauch. (A und B) Durchschnittlich vorhergesagte Mikrogramm pro Kubikmeter auf Waldbrandrauch in den Jahren 2006 bis 2008 und 2016 bis 2018 zurückzuführen, berechnet anhand eines statistischen Modells, das auf satellitengestützten Rauchfahnendaten basiert. (C) Anteil des Rauchs, der seinen Ursprung außerhalb der Vereinigten Staaten hat, Juni bis September 2007 bis 2014 (berechnet aus Ref. 13) mit einer erheblichen Menge an Rauch im Nordosten und Mittleren Westen, die aus kanadischen Bränden stammt, und etwa 60% des Rauches im Nordosten, der aus dem Ausland stammt; National wird geschätzt, dass 11% des Rauches außerhalb des Landes entstehen. (D) Der Anteil des Rauches mit Ursprung im Westen der Vereinigten Staaten von Juni bis September 2007 bis 2014. Rauch mit Ursprung im Westen der Vereinigten Staaten macht 54% des Rauches im Rest der Vereinigten Staaten aus. (E und F) Rassenbedingte Expositionsgradienten sind für Partikel aus Rauch im Vergleich zu Gesamtpartikeln entgegengesetzt: In den koterminösen Vereinigten Staaten weisen Bezirke mit einem höheren Bevölkerungsanteil nicht-hispanischer Weißer eine geringere durchschnittliche Partikelexposition auf, jedoch eine höhere durchschnittliche Exposition gegenüber Umwelteinflüssen Partikel aus Rauch (P <0.01 für beide Beziehungen).
Was sind die zukünftigen Richtlinienoptionen?
Diese Trends und Muster verdeutlichen wichtige Spannungsfelder zwischen bestehenden Luftreinhaltebestimmungen und der zunehmenden Bedrohung durch Waldbrandrauch und werfen wichtige, noch offene Forschungsfragen auf, die für politische Entscheidungen von entscheidender Bedeutung sein werden. Die derzeitigen Regulierungsansätze in den Vereinigten Staaten behandeln die Luftqualität primär als lokales Problem, wobei Landkreise bestraft werden, wenn Schadstoffkonzentrationen festgelegte kurz- oder langfristige Grenzwerte überschreiten. Die geltenden Bestimmungen des Clean Air Act sehen zudem eine mögliche Ausnahme für Waldbrandrauch – nicht aber für Rauch aus kontrollierten Bränden – von der Festlegung von Luftqualitätsstandards vor. Diese Ansätze scheinen im Widerspruch zum grenzüberschreitenden Charakter und dem zunehmenden Beitrag von Waldbrandrauch zur Luftqualität zu stehen.
Um die Politik besser zu steuern, ist eine präzisere Quantifizierung der Rauchbelastung und die Entwicklung einheitlicher Methoden zur Validierung dieser Belastungen ein erster wichtiger wissenschaftlicher Beitrag. Sowohl statistische als auch transportbasierte Ansätze zur Expositionsbewertung weisen Stärken und Schwächen auf, und ihre Leistungsfähigkeit sollte anhand von Kennzahlen bewertet werden, die für die Messung der gesundheitlichen Folgen relevant sind. Insbesondere nutzen die meisten statistischen Ansätze in aktuellen Studien zu gesundheitlichen Auswirkungen die zeitliche Variation der Schadstoffbelastung, um die gesundheitlichen Auswirkungen abzuschätzen und so die Rauchbelastung von potenziellen Störfaktoren zu isolieren. Dies bedeutet, dass Rauchmodelle, die zur Abschätzung gesundheitlicher Auswirkungen verwendet werden, hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Vorhersage der zeitlichen Variation bewertet werden sollten. an relevanten Stellen, nicht nur räumliche Muster in Die meisten bestehenden Validierungsbemühungen konzentrieren sich auf die letztgenannten Werte. Um Überanpassung zu vermeiden, müssen diese Evaluierungen anhand von Messdaten durchgeführt werden, die nicht für das Modelltraining verwendet wurden. Unser Modell zeigt, wie ein relativ einfacher statistischer Ansatz die Variationen in rauchbasierten Solche Ansätze - entweder allein oder in Kombination mit Gemeinschaftsmarken - können jedoch wahrscheinlich erheblich verbessert werden. [Obwohl wir sie hier nicht berücksichtigen, könnte eine erhöhte Waldbrandaktivität auch erhebliche negative Auswirkungen auf die Wasserqualität haben, da die Partikel, Spurenmetalle und Chemikalien stärker abfließen und anschließend suspendiert werden. (27); Die bessere Messung dieser Expositionen und ihrer gesundheitlichen Auswirkungen ist ein weiterer wichtiger Forschungsbereich.]
Eine zweite wichtige wissenschaftliche Frage ist die Art der gesundheitlichen Reaktionen auf verheerenden Rauch. Wachsende Erkenntnisse deuten auf eine Reihe negativer gesundheitlicher Folgen hin, die mit der Exposition gegenüber Waldbrandrauch verbunden sind (10, 28) im Einklang mit einer umfangreichen Literatur zu den allgemeinen gesundheitlichen Folgen verschmutzter Luft. Jüngste Erkenntnisse deuten darauf hin, dass es keine „sichere“ Exposition gegenüber wichtigen Schadstoffen wie z (29, 30), aber Unterschiede in der Form der Funktion zur Reaktion auf Umweltverschmutzung und Gesundheit bei geringer Exposition können große Auswirkungen auf die Vorteile der Verringerung der Umweltverschmutzung haben.
Um diese Sensitivität zu veranschaulichen, kombinieren wir die aus unserem statistischen Modell vorhergesagten Umweltveränderungen mit drei kürzlich veröffentlichten Mortalitätsreaktionsfunktionen (29, 31, 32) um Veränderungen der Mortalität älterer Erwachsener zu simulieren, die durch verschiedene Veränderungen in vorhergesagt werden Exposition durch Minderung von Waldbrandrauch. Geleitet von bestehenden Schätzungen, wie vorgeschriebenes Verbrennen die nachfolgende Waldbrandaktivität reduziert (33) (SI Anhang) bewerten wir stilisierte Szenarien, in denen die Verwendung von vorgeschriebenem Brennen die Zwischenjahresverteilung und die Gesamtmenge von verändert durch Rauch. Schätzungen der jährlich geretteten Leben älterer Erwachsener bei einer bestimmten Veränderung der Rauchbelastung unterscheiden sich in den veröffentlichten Wirkungsfunktionen um einen Faktor 3, was auf große durchschnittliche Unterschiede im Nutzen der Rauchminderung hindeutet (Abb. 3). Es fehlen auch Belege dafür, ob bestimmte Bevölkerungsgruppen anfälliger für Rauchexposition sind (10, 28).
Die gesundheitlichen Folgen von Änderungen der Rauchexposition hängen von der angenommenen Dosis-Wirkungs-Funktion und vom Ausmaß der durch das Management oder das Klima bedingten Änderungen des Rauches ab. (A) Ausschüttungen von für alle Rasterzellenjahre in den zusammenhängenden Vereinigten Staaten, 2006 bis 2018, unter verschiedenen stilisierten Strategien zur Waldbrandbekämpfung und Klimawandelszenarien (siehe SI Anhang für Details). Die Basisverteilung der insgesamt vorhergesagten aus allen Quellen ist in schwarz. Grauverteilungen zeigen alternative Szenarien, in denen der Zeitpunkt und / oder die Menge des gesamten Rauches zusammenhängen wird durch Managementmaßnahmen verändert oder aufgrund des Klimas verstärkt, einschließlich der (hypothetischen) vollständigen Beseitigung von Rauch (B und C) Jährliche Anzahl vermiedener vorzeitiger Todesfälle in der US-Bevölkerung ab 65 Jahren für jede Managementstrategie, berechnet durch Kombination der Distributionen in A mit langfristig veröffentlichten Expositions-Reaktions-Funktionen in C (29, 31, 32).
Wildfire Management-Strategien
Die potenziell großen gesundheitlichen Vorteile der Rauchminderung werfen auch wichtige Fragen zu Strategien des Waldbrandmanagements auf. So liefern die bisherigen Erkenntnisse kein umfassendes Verständnis darüber, wie eine bestimmte kontrollierte Verbrennung die zeitliche Abfolge, die Menge und die räumliche Verteilung des Rauchs verändert. Wir stellen fest, dass alternative Schätzungen der Wirksamkeit kontrollierter Verbrennungen bei der Reduzierung der nachfolgenden Größe von Waldbränden ( 33 ) zu mehr als zweifachen Unterschieden in den geschätzten gesundheitlichen Vorteilen führen können ( Abb. 3 ). Ebenso konzentrieren sich die aktuellen Brandbekämpfungsmaßnahmen verständlicherweise auf den Schutz von Häusern und Gebäuden. Die Auswirkungen eines stark umweltbelastenden Waldbrandes, der keine Gebäude bedroht, auf die Gesundheit der Gesamtbevölkerung könnten jedoch deutlich gravierender sein als die eines kleineren Brandes, der Gebäude bedroht. Darüber hinaus zielen Maßnahmen zur Brennstoffbewirtschaftung auf den Schutz der lokalen Bevölkerung und den Nutzen für das Ökosystem ab und berücksichtigen nicht die wahrscheinlichen Folgewirkungen von Waldbränden auf große Bevölkerungsgruppen. Weitere quantitative Untersuchungen sind erforderlich, um diese schwierigen Abwägungen besser bewältigen zu können.
Eine dritte Schlüsselfrage ist, ob quellenunabhängig Gesundheits-Reaktionsfunktionen eignen sich zur Abschätzung der spezifischen gesundheitlichen Auswirkungen von Waldbrandrauch. Obwohl dies häufig angenommen wird, ist die bestehende Literatur uneinheitlich in Bezug darauf, ob die Exposition gegenüber Waldbrandrauch andere gesundheitliche Auswirkungen hat als die Exposition gegenüber anderen Quellen. (34), mit einigen Hinweisen darauf, dass Unterschiede ergebnisspezifisch sind (35). Eine verbesserte Wissenschaft zu diesem Thema - einschließlich der notwendigen Investitionen in die spezifizierte Überwachung zur Unterscheidung von Waldbrand-spezifischen Schadstoffen - wird für das Verständnis der Auswirkungen von Waldbränden von entscheidender Bedeutung sein.
Viertens: Wie könnte die Wechselwirkung zwischen Klimawandel und Waldbrandrisiko die politischen Prioritäten beeinflussen? Die Klimaerwärmung ist für etwa die Hälfte des Anstiegs der Brandfläche in den Vereinigten Staaten verantwortlich ( 4 ), und der zukünftige Klimawandel könnte zu einer weiteren Verdopplung der staubhaltigen Emissionen durch Waldbrände in brandgefährdeten Gebieten ( 36 ) oder zu einer Vervielfachung der Brandfläche führen ( 37 , 38 ). Die Kosten dieser Zunahmen umfassen sowohl die Folgekosten der Rauchbelastung für Wirtschaft und Gesundheit als auch die Kosten für Brandbekämpfungsmaßnahmen, direkte Verluste von Menschenleben und Sachwerten sowie andere Anpassungsmaßnahmen (z. B. Stromabschaltungen), die weitreichende wirtschaftliche Folgen haben. Es ist derzeit unklar, ob die Berücksichtigung dieser waldbrandbedingten Kosten die geschätzten gesamten wirtschaftlichen Schäden durch den Klimawandel signifikant erhöht.
Was kostet das?
Um die möglichen Kosten klimabedingter Zunahmen von Waldbränden zu quantifizieren, verwenden wir unser statistisches Modell und stilisierte Szenarien, um die Veränderung der Rauchbelastung und die daraus resultierende Mortalität im Zusammenhang mit prognostizierten Anstiegen des Waldbrandrisikos zu berechnen. Dabei verwenden wir prognostizierte Zunahmen der zukünftigen Rauchbelastung, die weitgehend mit der bestehenden Literatur übereinstimmen (36⇓-38) berechnen wir, dass eine erhöhte Sterblichkeit aufgrund des durch den Klimawandel verursachten Waldbrandrauchs sich dem prognostizierten Anstieg der temperaturbedingten Sterblichkeit insgesamt nähern könnte - selbst der größte geschätzte Beitrag zu wirtschaftlichen Schäden in den Vereinigten Staaten (39) (SI AnhangUm diese Schätzungen hinsichtlich ihres Ausmaßes, ihrer geografischen Spezifität und der möglicherweise am stärksten betroffenen Bevölkerungsgruppen zu präzisieren, sind detailliertere Studien erforderlich. Eine zentrale politische Frage ist, ob und inwieweit die bestehenden Ausnahmen vom Clean Air Act, die den Bundesstaaten für die Auswirkungen von Waldbrandrauch gewährt werden, angepasst werden sollten, da diese die Erfolge der Bemühungen zur Reduzierung der Luftverschmutzung zunichtemachen. aus anderen Verschmutzungsquellen.
Was ist der Zusammenhang zwischen Waldbränden und Covid-19-Infektionen?
Schließlich haben Waldbrände und die COVID-19-Pandemie in vielerlei Hinsicht stark miteinander interagiert, was weiterer Forschung bedarf. COVID-19 hat die Reaktionsfähigkeit von Regierung und Privatwirtschaft auf Waldbrandrisiken vor, während und nach Bränden teilweise beeinträchtigt. Das Ausmaß der Waldbrandsaison 2020 in vielen Teilen des Westens, wo auf die Dürre der Regenzeit 2019/2020 eine Ansammlung von Brennmaterial während der relativ feuchten Saison 2018/19 folgte, stellte eine besonders akute Herausforderung dar. Schulungen für Waldbrandbekämpfer wurden verschoben oder teilweise abgesagt, Häftlingsfeuerwehren standen aufgrund vorzeitiger Entlassung aus staatlichen Gefängnissen zur Vermeidung von COVID-Ausbrüchen nicht zur Verfügung, viele Maßnahmen zur Brennstoffreduzierung wurden im Winter und Frühjahr nicht durchgeführt, Versorgungsunternehmen sahen sich mit Verzögerungen bei ihren Maßnahmen zur Waldbrandrisikominderung konfrontiert, und traditionelle Ansätze zur Waldbrandevakuierung erwiesen sich aufgrund der reduzierten Kapazität der Evakuierungszentren infolge der Abstandsregeln als schwieriger. Es ist derzeit noch unklar, aber wahrscheinlich, dass die historisch extreme Waldbrandsaison und die damit verbundenen Rauchbelastungen auch die gesundheitlichen Folgen von COVID-19 verschlimmert haben. Erste Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Belastung durch Luftverschmutzung sowohl die Zahl der COVID-19-Fälle als auch die der Todesfälle in den Vereinigten Staaten erhöht ( 40 , 41 ) (ein Befund, der mit dem Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und anderen viralen Atemwegserkrankungen übereinstimmt) ( 42 , 43 ). Ein besseres Verständnis der kausalen Auswirkungen von Luftverschmutzung auf COVID-19, insbesondere im Zusammenhang mit Waldbränden, ist daher ein dringendes Forschungsziel. Wissenschaftler haben bereits Leitlinien veröffentlicht, wie die Zusammenhänge zwischen Luftverschmutzung und COVID-19 am besten untersucht werden können ( 44 ). Die Ergebnisse dieser Forschung könnten eine wichtige Rolle dabei spielen, die mit begrenzten personellen und finanziellen Mitteln einhergehenden Maßnahmen zur Brandbekämpfung und die Strategien zum Brennstoffmanagement während der anhaltenden Pandemie zu optimieren.
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