Le Canada fait face à une autre saison dangereuse des incendies de forêt, avec des forêts brûlantes envoyant à nouveau des panaches de fumée à travers les provinces et aux États-Unis. Le rythme des incendies de 2025 rappelle la saison record de la forêt de 2023, qui a révélé des millions de personnes en Amérique du Nord à des niveaux de fumée dangereux.
Pendant la majeure partie de la dernière décennie, les prévisionnistes ont pu utiliser des satellites pour suivre ces panaches de fumée, mais la vue n'était que bidimensionnelle: les satellites ne pouvaient pas déterminer à quel point la fumée était proche de la surface de la Terre.
L'altitude de la fumée est importante.
Si un panache est haut dans l'atmosphère, cela n'affectera pas les aérères qui respirent – il flotte simplement, loin au-dessus.
Mais lorsque les panaches de fumée sont proches de la surface, les gens respirent des produits chimiques des incendies de forêt et de minuscules particules. Ces particules, connues sous le nom de PM2,5, peuvent pénétrer profondément dans les poumons et exacerber l'asthme et d'autres problèmes respiratoires et cardiaques.
L'Agence de protection de l'environnement utilise un réseau de moniteurs de qualité de l'air au sol pour émettre des alertes de qualité de l'air, mais les moniteurs sont rares, ce qui signifie que les prévisions ont été de grandes estimations dans une grande partie du pays.
Maintenant, une nouvelle méthode par satellite sur laquelle moi et des collègues des universités et des agences fédérales travaillent depuis deux ans pour donner aux scientifiques et aux gestionnaires de la qualité de l'air une image 3D des panaches de fumée, fournissant des données détaillées des risques jusqu'au niveau du quartier pour les zones urbaines et rurales.
Construire un système national de surveillance de la fumée
La nouvelle méthode utilise des données d'un satellite que la NASA a lancé en 2023 appelées émissions troposphériques: surveillance de la pollution ou tempo satellite.
Le tempo permet de déterminer la hauteur d'un panache de fumée en fournissant des données sur la quantité de molécules d'oxygène absorbe la lumière du soleil à la longueur d'onde de 688 nanomètres. Les panaches de fumée qui sont riches dans l'atmosphère reflètent plus de rayonnement solaire à cette longueur d'onde dans l'espace, tandis que ceux-ci plus bas dans l'atmosphère, où il y a plus d'oxygène pour absorber la lumière, reflète moins.
Comprendre la physique a permis aux scientifiques de développer des algorithmes qui utilisent les données de Tempo pour déduire l'altitude du panache de fumée et cartographier son mouvement 3D en temps presque réel.
En combinant les données de Tempo avec des mesures des particules dans l'atmosphère, prises par l'imageur de base avancé sur les satellites GOE-R de la NOAA, les prévisionnistes peuvent mieux évaluer le risque pour la santé des panaches de fumée en temps presque réel, à condition que les nuages ne soient pas en cours.
C'est un grand saut de s'appuyer sur des moniteurs de qualité de l'air au sol, qui peuvent être des centaines de kilomètres l'un de l'autre. L'Iowa, par exemple, avait environ 50 moniteurs de qualité de l'air signalant des données un jour récent pour un État qui couvre 56 273 milles carrés. La plupart de ces moniteurs ont été regroupés dans ses plus grandes villes.
L'outil AerosolWatch de la NOAA fournit actuellement un flux à temps presque réel d'images de fumée de forêt de ses satellites GOS-R, et l'agence prévoit d'incorporer les données de hauteur de Tempo. Un prototype de ce système du projet de recherche soutenu par la NASA de mon équipe sur le feu et la qualité de l'air, appelé FIREAQ, montre comment les utilisateurs peuvent zoomer au niveau du quartier pour voir à quel point le panache de fumée est élevé, mais le prototype n'est actuellement mis à jour qu'une fois par jour, donc les données sont retardées, et elles ne sont pas en mesure de fournir des données de hauteur de fumée uniquement où les nuages sont également sur la tête.
Les risques pour la santé des incendies de forêt augmentent
Le risque d'incendie augmente à travers l'Amérique du Nord à mesure que les températures mondiales augmentent et que davantage de personnes se déplacent dans les zones sauvages.
Alors que la qualité de l'air aux États-Unis s'est améliorée entre 2000 et 2020, grâce à des réglementations plus strictes sur les émissions sur les véhicules et les centrales électriques, les incendies de forêt ont inversé cette tendance dans certaines parties de la recherche des États-Unis occidentale a révélé que la fumée de feu de forêt a effectivement effacé près de deux décennies de progrès de la qualité de l'air.
Nos progrès dans la surveillance de la fumée marquent une nouvelle ère dans les prévisions de la qualité de l'air, offrant des informations plus précises et opportunes pour mieux protéger la santé publique face à ces menaces de forêt croissantes.
