Lorsque la fumée des incendies de forêt canadiens est devenue le ciel de New York apocalyptiquement orange en juin 2023, il a offert une qualité de l'air catastrophique et un effet secondaire inattendu: refroidir la région de New York d'environ 3 degrés Celsius.
Cette chute de température, appelée «gradation mondiale», qui est l'opposé du «réchauffement climatique», a piégé les polluants dangereux près du sol, selon des chercheurs de Rutgers en santé qui ont publié leurs résultats dans Communications Earth & Environment.
« Avec tout ce que vous entendez parler des conséquences négatives du réchauffement climatique, vous pourriez penser que le refroidissement serait bon », a déclaré Philip Demokritou, auteur de l'étude principale et président de Henry Rutgers et professeur de nanoscience et de bio-ingénierie environnementale à la Rutgers School of Public Health et à l'École d'ingénierie. « Mais les températures plus fraîches sont tout aussi mauvaises que le réchauffement climatique. Cet effet sur le microclimat peut perturber le cycle hydrologique, piéger d'autres composés d'air toxiques et augmenter les niveaux d'exposition humaine. »
Les chercheurs ont étudié les caractéristiques physicochimiques des particules pendant le pic de l'événement canadien des incendies de forêt, analysant leurs propriétés absorbant la lumière et diffusant la lumière. Ils ont constaté que les particules de fumée, qui parcouraient près de 1 000 kilomètres des incendies de forêt canadiens, ont produit un forçage radiatif direct sans précédent de – 352,4 watts par mètre carré au niveau du sol.
« La matière de particules des incendies de forêt qui est arrivée dans la région du New Jersey et de New York, le 7 juin, contenait principalement des particules de carbone brunes qui n'avaient pas été complètement photoblanchies malgré une distance d'environ 800 kilomètres », a déclaré Georgios Kelelesidis, professeur adjoint à la Rutgers School of Public Health et auteur principal de l'étude.
Les scientifiques ont déterminé que le refroidissement s'est produit parce que la fumée des incendies de forêt contient principalement des particules de carbone organiques qui dispersent la lumière du soleil loin de la surface de la Terre. Comme un parapluie fumé, ces particules ont bloqué le rayonnement solaire entrant, refroidissant les zones ci-dessous. Cependant, ce refroidissement est venu avec des conséquences dangereuses.
En réduisant la température, la couche de fumée au-dessus des villes limitait la circulation de l'air naturel, empêchant la dilution de la pollution et le mélange vertical. Ce mécanisme a piégé les particules des incendies de forêt et d'autres polluants urbains près du niveau du sol, augmentant potentiellement l'exposition humaine à des contaminants aéroportés nocifs.
« Cette étude documente pour la première fois l'effet des nanoparticules de feux de forêt sur le microclimat des mégapités », a déclaré Demokritou. « De telles réductions ambiantes de la température de l'air peuvent exacerber l'effet de l'îlot de chaleur urbaine et limiter la ventilation naturelle des mégapités, exacerber l'exposition à la pollution de l'air. »
Au cours de l'événement, New York a enregistré une moyenne quotidienne sans précédent de particules de moins de 2,5 micromètres. Les totaux étaient plus de trois fois plus élevés que les directives de l'agence de protection de l'environnement et huit fois plus élevés que les recommandations de l'Organisation mondiale de la santé.
Les polluants piégés ont probablement contribué aux impacts sur la santé dans toute la région, a déclaré DeMokritou, citant de récentes études épidémiologiques à New York qui confirment des visites accrues à l'hôpital d'urgence et l'exacerbation de l'asthme et d'autres effets de santé respiratoire.
L'étude de refroidissement par radiative fait partie d'un effort de recherche plus large examinant les impacts des incendies de forêt canadiens 2023 sur la santé humaine. Un journal de compagnie de la même équipe Rutgers, publiée dans Sciences et technologie de l'environnementa révélé un autre effet concernant: un superbe 9,2 mg de particules de fumée a été déposé dans les poumons des personnes de la région pendant l'événement canadien et de telles particules altéraient considérablement les défenses immunitaires pulmonaires humaines.
Cette étude a révélé que l'exposition à la matière particulaire des incendies de forêt réduisait la viabilité des macrophages pulmonaires – les cellules immunes qui se défendent contre les agents pathogènes inhalés – par environ 20%. Les particules ont également altéré la capacité de ces cellules à engloutir les envahisseurs étrangers d'environ 50%, ce qui augmente potentiellement la vulnérabilité aux infections respiratoires.
Trois études épidémiologiques distinctes à New York ont confirmé les impacts sur la santé du monde réel pendant l'événement, les visites des services d'urgence liées à l'asthme augmentant de 44% à 82% au pic de Wildfire Smoke.
Comme le changement climatique entraîne des incendies de forêt plus fréquents et intenses, ces résultats mettent en évidence les interactions complexes entre les émissions de forêt, les microclimats urbains et la santé publique. La recherche démontre qu'au-delà des impacts immédiats d'une diminution de la visibilité et des difficultés respiratoires, la fumée de forêt crée des effets secondaires qui peuvent amplifier et prolonger l'exposition à des polluants nocifs.
« Les événements des incendies de forêt ont considérablement augmenté en fréquence et en intensité en raison d'une sécheresse et d'une chaleur extrêmes et affectent maintenant même le nord-est des États-Unis », a déclaré Demokritou. « Ce fut le premier événement de cette échelle dans la région, mais ce ne sera probablement pas le dernier. »
