Les incendies de forêt augmentant en fréquence, en gravité et en taille dans l'ouest des États-Unis, les chercheurs sont déterminés à mieux comprendre comment la fumée a un impact sur la qualité de l'air, la santé publique et même la météo.
Alors que les incendies brûlent, ils libèrent d'énormes quantités d'aérosols – les restes vaporisés d'arbres et de maisons qui entrent dans l'atmosphère et l'air que nous respirons. Maintenant, une nouvelle étude dissèque ces aérosols et les gaz pour identifier leurs effets potentiels sur notre santé ainsi que sur les conditions météorologiques à court et à long terme de la planète.
La recherche, publiée dans Sciences de l'environnement: atmosphèresmesuré la qualité de l'air à Reno, Nevada sur une période de 19 mois entre 2017 et 2020 pour capturer les jours fumés et clairs. Pendant ce délai, la fumée de plus de 106 incendies de forêt a eu un impact sur l'air de la ville. Les scientifiques DRI Siying Lu et Andrey Khlystov ont mené la recherche, qui a révélé une augmentation des deux aérosols fins (appelés PM 2,5 pour la taille des particules) et du monoxyde de carbone pendant les jours fumés.
Au cours des mois de fin d'été sujets à l'incendie analysés au cours de l'étude, la fumée de feu de forêt représentait 56% à 65% des PM2,5 et 18% à 26% des concentrations de monoxyde de carbone dans Reno Air. Les résultats ont des implications pour la météo, la formation des nuages et la santé publique.
« Nous savons que Reno est fréquemment affecté par les incendies de forêt en été, nous voulions donc comparer les jours fumés et non fumés et mesurer les impacts sur la qualité de l'air locale », a déclaré Lu, qui a terminé la recherche dans le cadre de son doctorat. travail. « Bien que nous soyons concentrés sur Reno pour cette étude, nous avons développé la méthode afin qu'elle puisse théoriquement être appliquée n'importe où. »
L'équipe de recherche a commencé sur le toit du campus Reno de DRI, où ils ont mis en place un équipement qui pourrait mesurer la taille des particules atmosphériques. Cette information est importante car elle détermine comment les particules interagissent avec l'atmosphère et le corps humain. Des particules plus grandes peuvent affecter nos voies respiratoires supérieures, tandis que les aérosols fins peuvent se déplacer plus profondément dans les poumons.
Les chercheurs ont également collecté des données dans une station de surveillance de l'air du centre-ville de Reno EPA qui a fourni des concentrations horaires de PM2,5, d'ozone, de monoxyde de carbone et d'autres polluants atmosphériques. Les données ont également fourni des concentrations de potassium, un élément libéré par les arbres en feu et d'autres bois qui peuvent être utilisés pour confirmer la présence de fumée de forêt dans l'air.
L'équipe a en outre vérifié lorsque la pollution de l'air a été causée par la fumée de la forêt en utilisant des images satellites pour identifier les panaches de fumée visibles et les informations sur la localisation des incendies de la NASA et de la NOAA. Avec un outil supplémentaire de la NOAA, ils pouvaient retrouver les vents de Reno dans le temps pour vérifier qu'ils avaient effectivement traversé une zone de forêt.
Les aérosols des incendies de forêt ont un effet compliqué sur la météo. D'une part, ils peuvent agir comme un filtre pour disperser et refléter la lumière du soleil entrant, créant un effet de refroidissement. D'un autre côté, ils contiennent un matériau absorbant léger, comme la suie et les composés organiques bruns, qui peuvent provoquer du réchauffement. Des aérosols plus importants peuvent favoriser la formation et la durée des nuages en agissant comme des noyaux pour la vapeur d'eau pour se condenser. Les données ont montré que les jours fumés contenaient des aérosols qui sont susceptibles d'agir comme des noyaux de nuages à des concentrations jusqu'à 13 fois plus élevées que la moyenne.
« Nous avons compris que la taille des particules est assez distincte pendant les incendies d'une journée normale à Reno, qui a des implications pour la formation des nuages et comment la lumière du soleil se disperse, ainsi que pour la santé publique », a déclaré Khlystov, professeur de recherche de chimie à DRI.
L'étude a également révélé que le monoxyde de carbone présent à des concentrations plus élevées pendant les jours fumés. La respiration à des concentrations élevées de monoxyde de carbone peut réduire la capacité du sang à transporter de l'oxygène à votre cerveau et à d'autres organes.
En revanche, les concentrations d'oxydes d'azote et d'ozone étaient présentes dans l'air de Reno à des niveaux similaires pendant les jours fumés et moyens. Ils attribuent cela à leur libération par la circulation des véhicules et les réactions chimiques induites par la lumière du soleil.
« Nos recherches offrent l'un des regards les plus complets sur la façon dont la fumée des incendies de forêt affecte la qualité de l'air dans l'ouest des États-Unis », a déclaré Lu.
Lu travaille sur un programme d'apprentissage automatique pour faciliter ce type de recherche de qualité de l'air en automatisant la capacité d'identifier lorsque la fumée de forêt est présente dans l'air. Cela pourrait potentiellement être utilisé pour construire une application automatisée qui peut identifier les impacts de fumée en temps réel par l'emplacement et faciliter la recherche de la qualité de l'air et la messagerie de santé publique.
Institut de recherche du désert
