火灾是地球系统的重要扰动因子。其燃烧过程排放的细颗粒物（PM_2.5）加剧空气污染，严重威胁公众健康。然而，长期以来缺乏精准归因于火活动的PM_2.5浓度直接观测数据，极大限制了其环境健康效应的深入研究。为突破这一瓶颈，实验室硕士毕业生胡永航（共同第一作者）、田晨光讲师（共同第一作者）以及乐旭教授（通讯作者），联合中国气象科学研究院、南京市生态环境监测监控中心和澳大利亚莫纳什大学等多家机构，成功构建了两套持续24年逐日高分辨率火源地表PM_2.5浓度数据集，相关成果已发表于《Earth System Science Data》。

研究团队基于两套主流生物质燃烧排放清单（GFED4.1s和QFED2.5r1），分别驱动大气化学传输模式GEOS-Chem。为提升其模拟结果准确性，利用全球9000多个地面监测站点的观测数据，通过机器学习算法（XGBoost）对模式进行了偏差校正。两套数据集结果显示，全球平均火源PM_2.5浓度分别为2.04 μg m^-3（基于GFED）和3.96μg m^-3（基于QFED），其中热带地区与火灾相关的空气污染水平较高，中高纬度地区浓度相对较低。尽管存在数值差异，两套数据集展现出高度一致的空间分布格局，并成功捕捉到典型大火期间PM_2.5浓度的快速上升现象（图1）。研究还揭示了火灾污染的长期变化趋势：全球火源PM_2.5浓度总体呈下降趋势，其中热带地区下降最为明显；然而，北方森林地区火源PM_2.5浓度近年来增幅最为显著。值得注意的是，该地区发生极端火灾事件时产生的PM_2.5浓度水平可与热带地区相当（图2），这主要归因于北方森林地区燃料负荷较大且林火规模不受控制。该数据集为深入探索火源空气污染物对天气气候、生态系统及公众健康的影响提供了关键数据支撑，也为制定相关环境政策提供了精准量化工具。

图1 2018-2022年全球12次极端火事件（红色阴影区）中PM_2.5浓度观测值（蓝线）与模拟值对比（红线：含火排放；黑线：无火排放）

图2 2000-2023年全球火源PM_2.5浓度峰值（上）与典型区域高值年份火源PM_2.5浓度（下）

论文网址：

https://essd.copernicus.org/articles/17/3741/2025/essd-17-3741-2025.html

数据网址：

https://doi.org/10.5281/zenodo.15493914(GFED)

https://doi.org/10.5281/zenodo.15496596(QFED)

论文信息：

Hu, Y., Tian, C., Yue, X., Lei, Y., Cao, Y., Xu, R., and Guo, Y.: Global high-resolution fire-sourced PM_2.5concentrations for 2000–2023,Earth System Science Data, 17, 3741–3756,https://doi.org/10.5194/essd-17-3741-2025, 2025.