Avsiktligt anlagda bränder är en stor källa till luftföroreningar i Afrika, men de minskar i åtminstone en del av kontinenten. Här, en kenyansk bonde hanterar en brand. Kredit:Kyu Lee/Earth Institute, Columbia University
Ofta, när befolkningar och ekonomier boomar, det gör även luftföroreningar – en produkt av ökad förbrukning av fossila bränslen från fordon, industri och hushåll. Detta har varit sant i stora delar av Afrika, där luftföroreningarna nyligen överträffade AIDS som den främsta orsaken till för tidig död. Men forskare har upptäckt åtminstone en tillfällig ljuspunkt:farliga kväveoxider, biprodukter från förbränning, minskar över den norra ekvatorialdelen av kontinenten. Anledningen:en nedgång i den långvariga praxis att anlägga torrsäsongsbränder för att hantera mark.
Studien, tillsammans med tidigare forskning, kopplar nedgången till ökande befolkningstäthet, tillsammans med byten från djurskötsel till radodling och andra sysslor. Skiftande vädermönster verkar också ha spelat in. Forskningen publicerades denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences .
Människor i många delar av Afrika har länge antänt bränder under torra årstider för att rensa mark och släppa ut mineralnäringsämnen som hålls i vegetationen tillbaka till marken – så mycket att under många år, kontinenten är hem för cirka 70 procent av de globala brända områdena. Metoden är särskilt utbredd i norra ekvatorialafrika, som spänner över ett 15-tal länder från Senegal och Elfenbenskusten i väster, till Sydsudan, Uganda och Kenya i öster. Här, många människor lever som nomadiska herdar bland vidsträckta savanner och gräsmarker, och de satte traditionellt eld under torrperioden november-februari.
Dock, de senaste åren har sett en stadig befolkningstillväxt, och omvandlingen av savannen till byar och tomter för grödor, tillsammans med ökade inkomster. Således, säger forskarna, färre människor sätter eld, för att skydda infrastruktur och försörjning. Som ett resultat, från 2005 till 2017, regionen såg en 4,5 procents total minskning av koncentrationer av kväveoxider i lägre atmosfär (förkortat NO x ) under torrperioden – den tid då bränder normalt kombineras med stadsföroreningar för att göra detta till den värsta tiden på året för luftkvalitet. Nejet x nedgången har varit så stark att den mer än har kompenserat för en fördubbling av utsläppen från fossilbränsleanvändning i fordon, fabriker och andra källor som huvudsakligen kommer från stadsområden.
Tidigare forskning har också tillskrivit en del av nedgången till tillfälliga cykliska förändringar i vindar som kommer från Indiska oceanen. Om några år, dessa skiftningar har gjort att torra årstider blivit lite blötare, dämpa bränder, eller gjorde att regnperioderna blev lite torrare, minska mängden ny vegetation som sedan kan tjäna som bränsle. Men den mänskliga faktorn har varit stabil.
Ett mörkblått band som spänner över norra ekvatorialafrika visar var tätheten av förorenande luftburna kväveoxider i november-februari har minskat. (Ljusblå områden i söder visar mindre nedgångar, men dessa beror mer på avveckling av koleldade kraftverk.) Gula och röda områden visar ökningar av kväveoxider. Kredit:Anpassad från Hickman et al., PNAS 2021
"Det är trevligt att se en nedgång inträffa när man kan förvänta sig att föroreningarna ökar, " sa studiens huvudförfattare, Jonathan Hickman, en forskare vid NASA Goddard Institute for Space Studies, en filial till Columbia University's Earth Institute. baksidan, säger Hickman:Den totala NOx-föroreningen har fortsatt att öka under regnperioden, när bränder inte är en faktor. "Under regnperioden, vi ser en rak ökning relaterad till ekonomisk tillväxt, " han sa.
Densiteten av NO x föreningar anses av många forskare vara en proxy för den övergripande luftkvaliteten. De är direkt kopplade till astma och för tidig död, och en gång i luften, de är involverade i kemiska reaktioner som producerar en rad andra farliga föroreningar, inklusive låghaltigt ozon och aerosoler som kan skada både grödor och människors hälsa.
Satellitdata har gjort det möjligt för forskare att mäta NO x i luften över tid, och författarna till den nya studien drog fördel av detta. De använde också satellitbilder för att dokumentera trender i bränd mark. Genom att kombinera båda uppsättningarna av observationer, de fann att de var tätt sammanlänkade. Vidare, ekonomiska och demografiska data visade att nedgångar i NO x matchade områden där befolkningstätheten och den ekonomiska aktiviteten har ökat.
Som sagt, Hickman säger att när befolkningen fortsätter att växa och urbaniseras, fler och fler människor kommer med största sannolikhet att utsättas för koncentrerade stadsföroreningar, och detta kan upphäva fördelarna med minskade bränder. "Prognoserna i detta avseende är inte optimistiska, " säger han. Medan vissa ansträngningar för att utöka övervakningen av luftkvaliteten i städerna pågår, de flesta afrikanska städer mäter för närvarande inte ens luftföroreningar, mycket mindre gör mycket för att stävja det.
Historiskt sett, ekonomiska högkonjunkturer på andra håll har lett till liknande skenande problem, vanligtvis följt av en böjningspunkt, där regeringar äntligen tyglar saker och ting. Londons stora smog 1952, som dödade ett tiotal, 000 personer, följdes av några av världens första renluftsstandarder. Efter andra världskriget, Blomstrande amerikansk industri hällde ut föroreningar i luften praktiskt taget okontrollerat, tills EPA skapades 1970. I början av 2000-talet, Kina var världens luftföroreningshuvudstad, tills reformer 2013 började lindra problemet. Tillsammans med Afrika, Indien genomgår nu en boom i utsläpp, med få regler på plats.
"Förhoppningsvis, denna enda säsongsbetonade ljuspunkt ger afrikanska nationer en liten möjlighet att undvika de misstag som andra länder gör, sa Hickman.