وقد برزت النيران البرية كأحد أهم التحديات البيئية في القرن الحادي والعشرين، مع تزايد تواترها وكثافتها واتساع نطاقها الجغرافي على الصعيد العالمي، وفي حين أن هذه الحرائق غير الخاضعة للمراقبة تتسبب في دمار فوري للمناظر الطبيعية والنظم الإيكولوجية والمجتمعات البشرية، فإن آثارها تتجاوز نطاق المحيط المحترق، وتثير الحرائق البرية كميات كبيرة من الملوثات التي تحط من نوعية الهواء أو حتى آلاف الأميال، وتزيد من حدة الآثار المناخية.

أنماط الحركة المتغيرة والنشاط المتغيرة لإطلاق النار

وعلى مدى العقود العديدة الماضية، تضاءلت مواسم إطلاق النار بشكل كبير، وزادت المساحة الإجمالية المحروقة سنويا عبر مناطق عديدة، ففي غرب الولايات المتحدة، على سبيل المثال، زاد متوسط المساحة المحترقة 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 والمتفجرة تحت الماء - إلى زيادة الجفاف الممتد

إن هذه الحرائق البرية الكبيرة، التي كثيرا ما تسمى " حرائق متعددة " ، يمكن أن تتجاوز ٠٠٠ ١٠٠ هكتار من الحجم وتطلق 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 بضعة أسابيع، حيث أن المنطقة الحضرية المتوسطة الحجم تولد على مدى عام كامل، ويدل تزايد حجم هذه الحرائق وتواترها على آثارها على الغلاف الجوي والمناخ لم يعد محليا بل أصبح بعيدا عن حده.

إطلاق النار: تكوين وسموم الدخان

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 يربطه بالهومغلبين في الدم، ويخفض نقل الأكسجين، 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]]] - تساهم الغازات في تكوين الأوزون الأرضي والأمطار، وكل من هذه الآثار لها ضرر على البيئة وصحة.
  • volatile Organic Compounds (VOCs)] - تشمل هذه الفئة الواسعة الهيدروكربونات مثل البنزين، والرسمية، والكرويلين.
  • 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], N2O]] - Wildfires large quantitiestion of carbon dioxide, methbuent]

وإلى جانب 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 التي تولدها 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، تم اكتشاف الدخان من حرائق البرية في كاليفورنيا على آلاف الكيلو مترات بعيدا عن أوروبا الغربية.

ويؤدي النطاق الرأسي لعمود الدخان دوراً حاسماً 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 الأنماط التغذوية.

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 لتعريف دخان إطلاق النار

وقد أقامت دراسات عديدة في مجال الأوبئة علاقة قوية بين تعرض دخان الحرائق البرية ونتائج صحية سلبية، وقد زادت حالات دخول المستشفيات إلى ظروف الجهاز التنفسي مثل حالات الإفراط في الربو، والمرض الرئوي المزمن، والرئوي، والأحداث القلبية الوعائية مثل هجمات القلب زيادة كبيرة خلال ولاحقة حوادث إطلاق النار، وفقاً لمراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها، وللأشخاص الضعفاء من النساء.

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.() وقد تؤدي المادة الجسيمية الغرامية والمواد الكيميائية السامة في الدخان إلى إثارة الاضطرابات المنهجية والإجهاد الأكسدة، مما قد يؤدي إلى تفاقم الظروف الصحية الكامنة وعرقلة في وظيفة المناعة.

التحديات في مجال نوعية الهواء داخل الهواء

ويمكن أن تتجه مستويات التعبئة الخارجية إلى التركيزات الخارجية، مع الحفاظ على مخاطر التعرض العالية، مع وجود منظفات متنقلة مجهزة بمرشحات من هذا النوع، كما أن مستويات التعبئة الفعالة من حيث التكلفة، غير مثبتة، في الهواء الطلق، في البيئات الداخلية، على الرغم من النوافذ والأبواب المغلقة، مما يؤدي إلى الحد من مخاطر التعرض العالية.

غير أن التفاوت في نوعية السكن يعني أن العديد من المجتمعات المحلية ذات الدخل المنخفض تواجه تحديات أكبر في الحد من تسلل الدخان، وكثيراً ما يضطر عدم تكييف الهواء وعدم كفاية الإغلاق السكان إلى الاختيار بين الهواء الطلق المتنقّل وفتح النوافذ للتهوية، وتبرز مسألة العدالة البيئية هذه العبء غير المتكافئ للتعرض لدخان الحرائق البرية في مختلف 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، وتبدل درجات الحرارة، مما يمكن أن يثبّت العمود الجوي ويكبح التكوين السحابي، ويقلل هذا القمع 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 السدودات تؤدي إلى تذبذب سطحي في طبقات الدخان الكثيفة، ويتوقف الأثر الإشعاعي الصافي على عوامل من بينها ارتفاع السباكة، وتكوين الجسيمات، وال albedo السطحية، مثلاً خلال حرائق الفولط الإندونيسية عام 2015، وحرائق كاليفورنيا البرية لعام 2020، أدت أعمدة الدخان الدافئة السطحية إلى انخفاض عدد ساعات طيران كليروس.

تعديل أنماط تساهلية وتوقعية

وتستخدم جزيئات دخان إطلاق النار في شكل نواة سحابية، مما يزيد من عدد السقوط في الغيوم، ويقلل من متوسط حجمها، وتقلل من كفاءة السقوط السحابي الأصغر في الحرق في دروا الأمطار، مما يمكن أن يوقف التمزقات وتهطل الأمطار، ويوسع 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 يعقّد التنبؤات بالتفاعلات البرية - المناخية ويستلزم مزيدا من البحث.

Climate Change Feedback Loops Amplified by Wildfires

ويساهم تغير المناخ في مواسم إطفاء أطول وأسرع وأسرع وأعمق، مما يهيئ الظروف المؤدية إلى إطفاء حرائق برية أكبر وأشد حدة، وهذه الحرائق، بدورها، تُطلق كميات كبيرة من غازات الدفيئة والكربون الأسود التي تعجل بالاحترار العالمي، وبالإضافة إلى ذلك، تخفض الغابات المشتعلة 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 بنسبة 30 في المائة، وذلك بسبب احتراق طبقات عضوية أعمق في التربة، ويتصل ذلك بصفة خاصة في القطب الشمالي حيث تحرق النيران رواسب الفولط القديمة وبرمنسو، وتشعل كربونات مخزنة لآلاف السنين وتزيد من التغيُّر.

تخفيض الثلج و الجليد البدو

إن ترسيب الكربون الأسود وغيره من الجسيمات المظلمة من دخان النار البري على سطح الثلج والجليد يقلل من اللبدو أو من التأمل، مما تسبب في إمتصاص طاقة شمسية أكبر وتسريع عمليات الذوبان، وفي المناطق الجبلية مثل سييرا نيفادا وجبال الروك، يرتبط الكربون الأسود من الحرائق الإقليمية بصهر ثلج سابق بأسبوع إلى أسبوعين، مما يؤثر على موارد المياه الجوفية المتطورة التي تعتمد عليها الملايين.

النظام الإيكولوجي الطويل الأجل والآثار الاجتماعية الاقتصادية

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 مصارف 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 نوعية الموائل.

إن تآكل التربة بعد إطلاق النار، الذي يسببه فقدان الغطاء النباتي الواقي، يمكن أن يؤدي 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 تسترد 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، ففي الولايات المتحدة، تجاوزت النفقات الاتحادية لمكافحة الحرائق البرية ٣ بلايين دولار في عام ٢٠٢٢ وحده، غير أن التكاليف غير المباشرة - بما في ذلك الأضرار التي لحقت بالممتلكات، وفقدان الأخشاب والإنتاجية الزراعية، 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، وبالإضافة إلى ذلك، فإن 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.

Mitigation Strategies: Prevention, Preparedness, and Adaptation

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 يُخطط لها وينفذها بعناية في ظل ظروف الطقس المواتية، تخفض الحرائق المحددة من استمرارية الوقود وتخفض كثافة الحرائق في الحرائق في المستقبل.

وفي حين أن الحروق المقررة تنتج الدخان، فإن الحجم والسمية عادة ما تكون أقل من حجم وسمة حرائق برية غير خاضعة للمراقبة، 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 في المناطق البرية لتدابير التأهب، بما في ذلك نظم الإنذار المبكر، وملاجئ الهواء النظيف 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 للفيوات، واستخدام أقنعة مصممة لتصفية الجسيمات الغرامة، وتحسين التلويث في الهواء الطلق.

ومن الأمور الحاسمة أن يؤدي التخطيط الحضري الذي يشمل العوازل الخضراء، ومواد البناء المقاومة للحرائق، والمساحات الدفاعية حول المنازل إلى الحد من مخاطر إطلاق النار في البراري وتسلل الدخان.

البحوث والابتكارات التكنولوجية

وتحسن التطورات في مجال الاستشعار عن بعد، والنماذج في الغلاف الجوي، وتقييم الأثر الصحي التنبؤ بدخان الحرائق البرية، والاستجابة في مجال الصحة العامة، ويمكِّن الكشف عن هذه الحرائق بواسطة السواتل، إلى جانب رصد نوعية الهواء على الأرض، من التتبع الأكثر دقة لأعمدة الدخان والتنبؤ بتأثيرات نوعية الهواء.

وتُمكِّن التكنولوجيات الناشئة، مثل أجهزة الاستشعار ذات الجودة الجوية الشخصية المنخفضة التكلفة، الأفراد من رصد مستويات التعرض في الوقت الحقيقي، كما يجري حالياً بحث مواد التصفية الجديدة، والأجهزة الجوية النقية المحمولة، واستراتيجيات للتخفيف من ترسب الكربون الأسود على الجليد والثلج.

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

وباختصار، فإن تصاعد انتشار حرائق الغابات وشدتها يشكلان تحديات كبيرة أمام نوعية الهواء، والصحة البشرية، والمناخ الإقليمي، والنظم الإيكولوجية، والاقتصادات في جميع أنحاء العالم، وتتطلب معالجة هذه المسائل 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، وفي حماية الصحة البيئية والعامة للأجيال المقبلة.