وقد برزت النيران البرية باعتبارها أحد أهم التحديات البيئية في القرن الحادي والعشرين، مع تزايد تواترها وكثافتها ووصلها الجغرافي إلى العالم، وفي حين أن هذه الحرائق غير الخاضعة للمراقبة تتسبب في دمار فوري للمناظر الطبيعية والنظم الإيكولوجية والمجتمعات البشرية، فإن آثارها تتجاوز نطاق الحرق، وتثير الحرائق البرية كميات كبيرة من الملوثات التي تحط من نوعية الهواء أو حتى آلاف الأميال، وتزيد من حدة الآثار الناجمة عن تغير المناخ.

أنماط الحركة المتغيرة والنشاط المتغيرة لإطلاق النار

وعلى مدى العقود العديدة الماضية، طالت مواسم إطلاق النار بشكل كبير، وزادت المساحة الإجمالية المحروقة سنويا عبر مناطق عديدة، ففي غرب الولايات المتحدة، على سبيل المثال، زاد متوسط المساحة المحروقة سنوياً ثمانية أضعاف تقريباً منذ السبعينات، ويُعزى هذا الارتفاع إلى مجموعة من العوامل، منها السياسات التاريخية لقمع الحرائق التي سمحت بتحميل الوقود - مثل الغابات المتراكمة والحراجات الدافئه تحت الماء، والتي تتراكم، وتزيد من الجفاف.

ويمكن أن تتجاوز هذه الحرائق البرية الكبيرة، التي كثيرا ما تسمى " حرائق متعددة " ، ٠٠٠ ١٠٠ هكتار من الحجم، وأن تطلق كميات غير مسبوقة من الدخان وثاني أكسيد الكربون، ومن المنظور، فإن حدوث حادث واحد مكثف لإطلاق النار يمكن أن يبرز بقدر ما ينتجه من جسيمات في غضون أسابيع قليلة، حيث أن المنطقة الحضرية المتوسطة الحجم تنتج على مدى سنة كاملة، ويدل اتساع نطاق هذه الحرائق وتواترها على آثارها على الغلاف الجوي والمناخ لم يعد محليا بل أصبح بعيدا عن ذلك.

إطلاق النار: تركيبة الدخان وسميته

وعندما تحترق النباتات، تكون عملية الاحتراق غير كاملة في كثير من الأحيان، مما يحرر خليطا معقدا من الغازات وخامات الجسيمات، ويتباين التركيب الكيميائي المحدد لانبعاثات حرائق برية تبعا لنوع الوقود (مثل الغابات المتلاصقة، والأعشاب، والفول السوداني)، ومحتويات الرطوبة، ودرجة حرارة الاحتراق، وتوافر الأكسجين، وتشمل الملوثات الرئيسية المنبعثة ما يلي:

  • Particulate Matter (PM]2.5 and PM10) - These fine (PM2.5
  • Carbon Monoxide (CO) ] - غاز بلا لون أو رائحة ينتج عن الاحتراق غير الكامل، وأول أكسيد الكربون يرتبط بهوموغلوبين في الدم، ويقلل من نقل الأوكسجين، ويمكن أن يؤدي التعرض لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى تفاقم ظروف القلب والأوعية الدموية، وبنسبة عالية جدا من التركيزات، إلى الوفاة.
  • Nitrogen Oxides (NO]x]]] - Formed under high-temperature combustion, NOx]])
  • volatile Organic Compounds (VOCs)] - وتشمل هذه الفئة الواسعة الهيدروكربونات مثل البنزين والرسمية والكرولين.
  • Black Carbon (BC)] - جزيئات جميلة من الأحذية التي تستوعب بشدة ضوء الشمس، والكربون الأسود يسهم في الاحترار الجوي، وعندما يودع على الجليد والثلج، فإنه يقلل من انعكاس السطح، ويعجل بالذوبان.
  • Greenhouse Gases (CO]2], CH4, N]2O] - Wildfires large quantitiestion of carbon dioxide, methro

وبالإضافة إلى هذه الملوثات الأولية، فإن ردود الفعل الكيميائية الضوئية التي تُحركها ضوء الشمس داخل سباك الدخان تولد ملوثات ثانوية مثل الأوزون والهيروسول العضوي الثانوي، ويمكن أن تستمر هذه المركبات لأيام أو أسابيع، مما يوسع نطاق تأثيرات نوعية الهواء بعيدا عن مصدر الحريق الأصلي.

النقل الجوي: من الأحياء الفقيرة المحلية إلى التأثير العالمي

وكثيرا ما يرتفع عدد السباكات المشتعلة في الهواء بعد عدة كيلومترات بسبب الحرارة الشديدة الناجمة عن الاحتراق، وعندما ترتفع الرياح السائدة، فإنها يمكن أن تنقل هذه السباكات على مسافات شاسعة، وتعبر القارات والمحيطات، وعلى سبيل المثال، لوحظ وجود دخان من حرائق مزرية هائلة في كندا وسيبيريا يصل إلى أوروبا وشرق الولايات المتحدة، وفي عام 2020، اكتشف الدخان من حرائق البرية في كاليفورنيا آلاف الكيلومترات بعيدا عن أوروبا الغربية.

ويؤدي النطاق الرأسي لعمود الدخان دورا حاسما في تحديد أثره، فالخانات التي لا تزال قريبة من السطح تسبب أكبر تدهور في نوعية الهواء بالنسبة للسكان الذين يعيشون في تناقص، غير أنه خلال أحداث الارتقاء القصوى التي تخلق فيها حرارة الحريق نظماً جوية خاصة بها يمكن أن تخترق طبقة الغلاف الجوي، ويمكن أن تستمر الدخان الذي يلحق بهذه الطبقات لأشهر، مما يؤثر على أنماط التكاثر في المناخ.

وقد وثق مرصد الأرض التابع للرابطة كيف أن الدخان من حرائق الغابات الأسترالية التي تمتد من ٢٠١٩ إلى ٢٠٢٠ يحلق في العالم عدة مرات، مما أدى إلى تغييرات قابلة للقياس في درجات الحرارة والكيمياء في الغلاف الجوي، وهذا النقل العالمي للدخان يؤكد أن آثار الحرائق البرية لم تعد مقصورة على المناطق المحلية أو الإقليمية بل يمكن أن تسهم في التغيرات في الغلاف الجوي والغلاف الجوي للكوكب.

التأثيرات المباشرة على نوعية الهواء والصحة البشرية

تدهور نوعية الهواء الطلق

During active wildfire events, concentrations of PM2.5] near fire sources routinely surpass 500 mig/m3, exceeding the World Health Organization’s 24-hour guidelines by more than tenfold. Even communities located hundreds of kilometers downwind can experience hourly PM[FdoorLT:2]]2.5

الآثار الصحية الناجمة عن تعرض دخان إطلاق النار

وقد أقامت دراسات عديدة في مجال الأوبئة علاقة قوية بين تعرض دخان الحرائق البرية ونتائج صحية سلبية، كما أن دخول المستشفيات إلى ظروف الجهاز التنفسي مثل حالات الإفراط في الربو، والمرض المزمن الذي يسببه الرئة، والالتهاب الرئوي، والأحداث القلبية الوعائية مثل هجمات القلب تزداد بشكل كبير خلال حوادث إطلاق النار البرية وبعدها، وفقاً لمراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها، وللأشخاص المسنين

وتشير البحوث الناشئة أيضا إلى أن التعرض لدخان الحرائق البرية قد يرتبط بنتائج معاكسة للولادة مثل انخفاض وزن المواليد والولادة قبل الأجل، وانخفاض معرفي في البالغين الأكبر سنا، وزيادة قابلية التعرض للإصابة بالأمراض التنفسية، بما في ذلك الانفلونزا و COVID-19.

Indoor Air Quality Challenges

ويمكن أن تقترب مستويات التعبئة الخارجية من التركيزات الخارجية، مع الحفاظ على مخاطر التعرض العالية، من مصانع الهواء الطلق المجهزة بمرشحات الهواء الطلق، دون أن تكون هناك مذيبات مناسبة، أو مركب PM2.5 ، أو من مستويات الألياف المحمولة المجهزة بمرشحات الهواء الطلق، أو من حيث التكلفة.

غير أن التفاوتات في نوعية السكن تعني أن العديد من المجتمعات المحلية ذات الدخل المنخفض تواجه تحديات أكبر في الحد من تسلل الدخان، وكثيرا ما يؤدي عدم تكييف الهواء وعدم كفاية الإغلاق إلى إجبار السكان على الاختيار بين الهواء الطلق المتنقّف وفتح النوافذ للتهوية، وتبرز مسألة العدالة البيئية هذه العبء غير المتكافئ للتعرض لدخان الحرائق البرية عبر الفئات الاجتماعية والاقتصادية.

Wildfires and Regional Climate Interactions

التفاعلات بين الأيروسول والعالم: آثار التسخين والتبريد

إن هباء الدخان يؤثر على المناخ الإقليمي من خلال التفاعلات المعقدة مع الإشعاع الشمسي والديناميات الجوية، وتستوعب الجسيمات الكربونية السوداء ضوء الشمس، وتدفئ الغلاف الجوي، وتغير ملامح درجات الحرارة، مما يمكن أن يثبّت الطابور الهوائي ويكبح التكوين السحابي، ويقلل من التهطال، ويحتمل أن يتفاقم من ظروف الجفاف ويخلق حلقة تفاعلية تفضّل إلى زيادة حدة الحرائق البرية.

وعلى العكس من ذلك، فإن عناصر الأيروسول الأخرى مثل الكربون العضوي وضوء الشمس الكبريتات تؤدي إلى التبريد السطحي في طبقات الدخان الكثيفة، ويتوقف الأثر الإشعاعي الصافي على عوامل تشمل ارتفاع السباكة، وتكوين الجسيمات، وال albedo السطحية الأساسية، مثلاً خلال حرائق الفولط الإندونيسية عام 2015، والنيران البرية في كاليفورنيا عام 2020، أدت أعمدة الدخان المستمرة إلى انخفاض درجات الحرارة السطحية في عدة ساعات.

تعديل أنماط الازدهار والتأمل

وتستخدم الجسيمات الدخانية لدخان الحرائق البرية كنواة لتكثيف الغيوم، مما يزيد عدد السقوط في الغيوم، ولكنه يقلل من حجمها المتوسط، وتقلل من كفاءة السقوط في التغل في دروا الأمطار، مما يمكن أن يكبح جماح الأمطار وتمتد الظروف الجافة ويطيل أمد مواسم الحريق.

وفي بعض الظروف الجوية، يمكن للدخان الثقيل أن ينشط العواصف الرعدية عن طريق تعزيز تركيزات النفثالينات المكلورة وتعديل نقاط القوة المتحركة، مما قد يزيد من نشاط البرق وعلامات الحريق، وهذا الدور المزدوج يعقِّد التنبؤات بالتفاعلات البرية - المناخية ويستلزم مزيدا من البحث.

Climate Change Feedback Loops Amplified by Wildfires

ويساهم تغير المناخ في مواسم إطفاء أطول وأكثر حرارة، ويهيئ الظروف المؤاتية لشعلات برية أكبر وأكثر حدة، وهذه الحرائق بدورها تُطلق كميات كبيرة من غازات الدفيئة والكربون الأسود التي تعجل بالاحترار العالمي، وبالإضافة إلى ذلك، فإن الغابات المشتعلة بالحرائق تقلل من قدرة الأرض على عزل الكربون، وقد تستغرق بعض النظم الإيكولوجية عقودا أو أكثر من الانتعاش، إن لم يكن على الإطلاق.

وقدرت دراسة نشرت في Nature Geoscience] أن إطلاقات حرائق برية تفوق الكربون في السابق 30 في المائة، وذلك بسبب احتراق طبقات عضوية أعمق في التربة، وهو ما يتعلق بصفة خاصة في القطب الشمالي حيث تحرق النيران رواسب الفولط القديمة وثبات البراميل، وتعيد توزيع الكربون المخزن لآلاف السنين.

تخفيض الثلج و الجليد البدو

إن ترسب الكربون الأسود وغيره من الجسيمات المظلمة من دخان النار البري إلى ثلج وأسطح الجليد تقلل من اللبدو أو التأمل، مما تسبب في إمتصاص طاقة شمسية أكثر والتعجيل بعمليات الذوبان، وفي المناطق الجبلية مثل سييرا نيفادا وجبال الروك، يرتبط الكربون الأسود من الحرائق الإقليمية بصهر الثلج قبل أسبوع أو أسبوعين، مما يؤثر على موارد المياه الجوفية المتطورة التي تعتمد عليها الملايين من النيران البرية.

النظام الإيكولوجي الطويل الأجل والآثار الاجتماعية والاقتصادية

الآثار على التنوع البيولوجي واستعادة النظام الإيكولوجي

ويمكن أن تؤدي حرائق برية شديدة إلى تحولات أساسية في هيكل النظام الإيكولوجي ووظائفه، ففي حين أن العديد من النظم الإيكولوجية قد تطورت مع الحرائق وحيازتها لأنواع مكيفة مع الحرق الدوري، فإن حرائق تتزايد حدة وتواتراً يمكن أن تدمر البنوك البذور، وتقتل النظم الجذرية، وتغير كيمياء التربة، مما يؤدي إلى " تحويل نوع " مثل الغابات المكبوتة إلى شجيرات أو الأراضي العشبية، وكثيراً ما تقلل التنوع البيولوجي، وتخفض جودة الموائل.

وقد يؤدي تآكل التربة بعد إطلاق النار، الناجم عن فقدان الغطاء النباتي الواقي، إلى الرسوب في الأنهار والمستودعات، مما يضر بالنظم الإيكولوجية المائية ويقلل من قدرة تخزين المياه، وتتفاوت فترات التعافي تفاوتا كبيرا، وإن كانت قد تمتد عقودا أو أكثر، ولا سيما في ظل الظروف المناخية المتغيرة، وفي بعض الحالات، قد لا تستعيد النظم الإيكولوجية إلى ولاياتها التاريخية، مما يؤدي إلى تغير ديناميات المناظر الطبيعية والوظائف الإيكولوجية.

التكاليف الاقتصادية ودفنها

إن التكاليف المباشرة لقمع إطلاق النار البرية كبيرة في الولايات المتحدة، فقد تجاوزت النفقات الاتحادية لمكافحة الحرائق ٣ بلايين دولار في عام ٢٠٢٢ وحده، غير أن التكاليف غير المباشرة - بما في ذلك الأضرار التي لحقت بالممتلكات، وفقدان الانتاجية الخشبية والزراعية، وتدمير الهياكل الأساسية، وانخفاض السياحة، ونفقات الرعاية الصحية المتصلة بالتعرض للدخان - الزراعة - تتجاوز ميزانيات القمع.

وقدرت دراسة أجريت في عام 2024 أن التكاليف الصحية المتصلة بدخان الحرائق البرية في كاليفورنيا تتجاوز 10 بلايين دولار سنويا، بالإضافة إلى أن فقدان الإنتاجية بسبب إغلاق المدارس وأماكن العمل أثناء أحداث الدخان يفرض أعباء اقتصادية كبيرة، وهذه الأرقام لا تستوعب تماما الآثار الطويلة الأجل مثل آثار الصحة العقلية، والتشريد المجتمعي، وانخفاض نوعية الحياة.

استراتيجيات التخفيف: الوقاية والتأهب والتكيف

تحسين ممارسات إدارة الغابات والأراضي

ومن أكثر الطرق فعالية للحد من مخاطر حرائق الغابات المفجعة، الإدارة الاستباقية لأعباء الوقود الخطرة، وترمي برامج الحرق المسبق، والتنقية الميكانيكية، وإدارة الحرائق البرية إلى استعادة نظم الحريق الطبيعية عن طريق الحد من التكديس المفرط للمواد القابلة للاحتراق، وعندما يتم التخطيط لها وتنفيذها بعناية في ظل ظروف الطقس المواتية، تؤدي الحرائق المقررة إلى الحد من استمرارية الوقود وانخفاض كثافة الحرائق في الحرائق في المستقبل.

وفي حين أن الحروق المقررة تنتج الدخان، فإن الحجم والسمية عادة ما تكون أقل من حجم إطلاق النار غير المتحكم فيه، ويمكن أن يُحدَّد التوقيت والموقع على النحو الأمثل للتقليل إلى أدنى حد من الآثار على صحة الإنسان، فالاتصال العام الفعال ورصد نوعية الهواء أمران أساسيان لتحقيق التوازن بين المفاضلات.

ويمكن للجهود التكميلية لإعادة النظام الإيكولوجي، مثل إعادة التحريج مع الأنواع المقاومة للحرائق ومكافحة الأنواع الغازية، أن تعزز قدرة المشهد الطبيعي على التكيف، كما أن إدماج المعارف التقليدية لإدارة حرائق الشعوب الأصلية في العلوم الحديثة يكتسب الاعتراف بوصفه نهجا قيما في إدارة الأراضي المستدامة.

إدارة التأهب والجودة الجوية

وتتزايد اعتماد المجتمعات المحلية في المناطق المعرضة لإطلاق النار البرية لتدابير التأهب، بما في ذلك نظم الإنذار المبكر، وملاجئ الهواء النظيفة المجتمعية، وتوزيع أجهزة التصفية الجوية، وتصدر وكالات الصحة العامة إنذارات بشأن نوعية الهواء في الوقت المناسب لإعلام السكان عن إجراءات الحماية مثل الحد من التعرض للفي الهواء الطلق، واستخدام أقنعة مصممة لتصفية الجسيمات الغرامة، وتحسين التذبذب الهواء الداخلي.

ومن الأمور الحاسمة التخطيط الحضري الذي يشمل العوازل الخضراء ومواد البناء المقاومة للحرائق والمساحات الدفاعية حول المنازل، أن يقلل من مخاطر إطلاق النار البرية وتسلل الدخان.

البحوث والابتكارات التكنولوجية

وتحسن التطورات في الاستشعار عن بعد، والنماذج في الغلاف الجوي، وتقييم الأثر الصحي التنبؤ بدخان الحرائق البرية والاستجابة في مجال الصحة العامة، ويتيح الكشف عن هذه الحرائق باستخدام السواتل، إلى جانب رصد نوعية الهواء على الأرض، رصد أعمدة الدخان والتنبؤ بتأثيرات نوعية الهواء على نحو أكثر دقة.

وتسمح التكنولوجيات الناشئة مثل أجهزة الاستشعار ذات الجودة الجوية الشخصية المنخفضة التكلفة للأفراد برصد مستويات التعرض في الوقت الحقيقي، وتجري حاليا بحوث في مواد التصفية الجديدة، والأجهزة الجوية النقية المحمولة، واستراتيجيات للتخفيف من ترسب الكربون الأسود على الجليد والثلج.

وعلى صعيد المناخ، ستعزز الجهود الرامية إلى تحديد كمية الانبعاثات المتصلة بالنيران على نحو أدق وإدراج ديناميات الحريق في نماذج نظم الأرض فهم التغذية المرتدة الناجمة عن الحرائق ودعم استراتيجيات أكثر فعالية للتخفيف من حدة المناخ.

وباختصار، فإن تزايد انتشار حرائق الغابات وشدتها يشكلان تحديات كبيرة أمام نوعية الهواء، والصحة البشرية، والمناخ الإقليمي، والنظم الإيكولوجية، والاقتصادات في جميع أنحاء العالم، وتتطلب معالجة هذه القضايا المترابطة اتباع نهج متكاملة تجمع بين تحسين إدارة الأراضي، وبناء القدرة على مواجهة المجتمعات المحلية، والابتكار التكنولوجي، والتخفيف من آثار تغير المناخ، وبما أن نظم إطلاق النار البرية ما زالت تتطور في ظل تغير المناخ، فإن الاستراتيجيات الاستباقية والمكيفة ستكون حاسمة في الحد من آثارها البعيدة المدى والحفاظ على الصحة البيئية والعامة للأجيال المقبلة.