Les incendies de forêt libèrent de grandes quantités de polluants visibles dans l'atmosphère qui assombrit le ciel et pousse les gens à l'intérieur pour éviter l'air malsain. Mais une menace presque invisible pour la santé publique associée aux incendies de forêt est l'ozone, la molécule réactive de l'oxygène O3 qui nuit aux poumons et aux autres tissus sensibles du corps humain.
Les nouvelles recherches menées par l'Université de l'Utah documentent comment la fumée des incendies de forêt de l'Occident augmente considérablement les concentrations d'ozone, souvent au-dessus des normes fédérales de santé, même dans des endroits reculés avec peu de sources d'émission humaine de polluants précurseurs d'ozone, tels que les oxydes nitriques, ou pasx.
« La question que je voulais poser était que si nous n'avons pas d'émissions urbaines, disons que nous zéro de toutes les émissions, aurons-nous toujours un problème d'ozone? » L'auteur principal Derek Mallia, professeur adjoint de recherche de sciences atmosphériques. « Cette étude suggère que nous pourrions éliminer toutes les émissions régionales des sources anthropiques de nonxmais les incendies peuvent toujours produire une grande quantité d'ozone. «
Publié le mois dernier dans la revue Environnement atmosphériquecette recherche met en évidence la double dose de pollution atmosphérique dans les zones sous les flammes, avec des niveaux élevés de particules fines et d'ozone. On estime que l'exposition à la fumée entraîne 6 300 décès par an aux États-Unis.
Le fait de compliquer cette image est le fait que l'ozone n'est pas libéré directement dans l'air; Il se forme plutôt dans l'atmosphère lorsque les atomes d'oxygène des autres polluants se recombinent dans un processus photochimique impliquant la lumière du soleil.
Les principaux moteurs ne sont pasx et des composés organiques volatils ou des COV; Ce dernier est une composante majeure de la fumée de feu de forêt. NONxen revanche, est plus associé aux sources d'émission anthropiques, telles que les tuyaux d'échappement des véhicules et les cheminées industrielles.
Les niveaux d'ozone sont très difficiles à modéliser car le polluant est contrôlé par de nombreux facteurs, notamment la vitesse et la direction du vent, la température, la couverture nuageuse et l'heure de la journée.
Pour mieux comprendre la relation compliquée entre la fumée et l'ozone, l'équipe de Mallia a appliqué des modèles informatiques couplés, connus sous le nom de WRF-SPIRE et WRF-Chem, à un événement de fumée record en 2020 qui a affecté une grande partie de l'ouest des États-Unis. La période du 15 au 26 août a été parmi les pires épisodes de tir de l'Occident à l'ère moderne. Le complexe d'août de Californie a brûlé plus d'un million d'acres dans sept comtés du Nord, causant 12 milliards de dollars de dégâts. Des dizaines d'incendies ont fait rage ailleurs, comme les incendies de fourche à l'est de 90 000 acres de l'Utah et les incendies de Liesshead et Beachie Creek de l'Oregon qui ont brûlé 400 000 acres combinés.
La recherche a conclu que, en moyenne, la présence de fumée de forêt augmente les concentrations d'ozone de 21 parties par milliard (ppm). « L'ozone était environ 20 à 30% plus élevée en raison de la fumée des incendies de forêt », a déclaré Mallia. « C'est assez grand. »
Étant donné que les niveaux d'ozone de fond en Occident sont déjà élevés, cette charge supplémentaire pousse potentiellement les niveaux au-delà de la norme de santé de 70 PPB établie par la US Environmental Protection Agency.
Pour compliquer davantage les choses, la recherche a révélé que l'ombrage de la fumée lui-même modifie la météo et ralentit la formation d'ozone, réduisant des niveaux jusqu'à 10 ppb dans le panache.
« Vous avez également beaucoup de particules, ce qui est également un polluant, mais il peut bloquer la lumière du soleil et donc cela réduira la quantité de soleil disponible pour la photochimie d'ozone. Il peut être substantiel dans certains cas », a déclaré Mallia. « Si vous avez raison sur le feu, il y a généralement suffisamment d'ombrage de fumée où cela limite la quantité d'ozone. Mais si vous vous éloignez assez loin et que le panache devient relativement diffus, il n'est généralement pas assez épais pour limiter vraiment l'ozone. »
Le point à retenir clé de l'étude est que les modèles existants devraient être améliorés à mesure que les incendies de forêt deviennent plus fréquents et sévères à mesure que le climat se réchauffe. Des outils tels que les modèles WRF-SPIRE et WRF-Chem seront essentiels pour prédire la qualité de l'air et la protection de la santé publique pendant la saison des incendies de forêt – mais ces outils nécessitent un raffinement continu pour gérer la dynamique complexe de la fumée.
