La fumée des feux de forêt change radicalement avec l'âge, et cela compte pour la qualité de l'air sous le vent

La fumée des feux de forêt change radicalement avec l'âge, et cela compte pour la qualité de l'air sous le vent
Échantillonner la fumée des feux de forêt signifie parfois coller un tube par la fenêtre d'un avion.
Brett Palm / Université de Washington, CC BY-ND

L'année 2020 restera dans les mémoires pour de nombreuses raisons, dont incendies record qui a transformé le ciel de San Francisco nuance apocalyptique de rouge et a recouvert de grandes parties de l'Ouest en fumée pendant des semaines.

Californie expérimenté cinq de ses six plus grands incendies record en 2020, y compris le premier moderne "gigafire», Un incendie de forêt qui a brûlé plus d'un million d'acres. Le Colorado a vu son trois plus grands incendies enregistré.

Bien que la fumée puisse créer de magnifiques couchers de soleil, elle peut également avoir des conséquences désastreuses sur la santé humaine.

je suis un chimiste atmosphérique, et l'atmosphère est mon laboratoire. Quand je regarde le ciel, je vois un mélange de plusieurs milliers de composés chimiques différents interagissant entre eux et avec la lumière du soleil.

Les réactions et les transformations de l'atmosphère entraînent un changement radical de la fumée des feux de forêt lorsqu'elle se déplace sous le vent, et des études ont montré qu'elle peut se développer. plus toxique en vieillissant. Afin de prévoir avec précision les effets des émissions de feux de forêt sur les populations sous le vent et d'émettre des avertissements de qualité de l'air plus ciblés à mesure que la saison des feux de forêt s'aggrave, nous devons comprendre quels produits chimiques sont émis et comment la fumée change avec le temps.

Pour comprendre cela, mes collègues et moi avons fait voler des avions dans les panaches de fumée de certains des grands incendies de forêt de l'Ouest.

Comment nous étudions les incendies de forêt

Les grands incendies de forêt et la façon dont le vent transporte leur fumée ne peuvent pas être facilement reproduits dans un laboratoire. Cela les rend difficiles à étudier. L'un des meilleurs moyens d'en apprendre davantage sur la véritable chimie de la fumée des feux de forêt est de l'échantillonner directement dans l'atmosphère.

In 2018 et 2019, mes collègues et moi avons sillonné le ciel au-dessus des feux de forêt actifs dans des avions spécialisés chargés d'instruments scientifiques. Chaque instrument est conçu pour échantillonner une partie différente de la fumée, souvent en collant littéralement un tube par la fenêtre.

Aucun instrument ne peut mesurer toutes ces molécules à la fois. En fait, certains composés spécifiques sont un défi à mesurer. De nombreux scientifiques, dont moi-même, consacrent leur carrière à la conception et à la construction de nouveaux instruments pour améliorer nos mesures et continuer à faire progresser notre compréhension de l'atmosphère et de ses effets sur nous.

Dans une recherche récemment publiée sur les incendies de forêt de 2018, mes collègues et moi avons montré comment les particules de fumée changeaient rapidement lorsqu'elles étaient transportées sous le vent.

Certaines des particules s'évaporaient en gaz, comme une flaque de pluie s'évaporant en vapeur d'eau lorsque le soleil sortait. Dans le même temps, certains des gaz dans la fumée subissaient des réactions pour former de nouvelles particules, similaires à la vapeur d'eau se condensant pour former un nuage ou des gouttelettes de rosée. Pendant ce temps, des réactions chimiques se produisaient, changeant les molécules elles-mêmes.

Au fur et à mesure que ces molécules réagissaient avec la lumière du soleil et d'autres gaz dans l'atmosphère, la fumée était fondamentalement transformée. C'est ce que nous voulons dire lorsque les scientifiques parlent de «vieillissement» de la fumée ou de «vieillissement» avec le temps. D'autres recherches récentes ont commencé à montrer comment la fumée de feu de forêt peut devenir plus toxique en vieillissant.

Que signifient tous ces changements pour la santé?

Les dommages pour la santé causés par la fumée sont en grande partie le résultat de la quantité de PM2.5 qu'elle contient. Ce sont de minuscules particules, une fraction de la largeur d'un cheveu humain, qui peuvent être respirées profondément dans les poumons où elles peuvent irriter les voies respiratoires. Même une exposition à court terme peut aggraver les problèmes cardiaques et pulmonaires.

Les particules PM2.5 sont minuscules à moins de 2.5 microns de diamètre.
Les particules PM2.5 sont minuscules à moins de 2.5 microns de diamètre.
Environmental Protection Agency des États-Unis

Les réactions chimiques contrôlent la quantité de PM2.5 contenue dans la fumée des feux de forêt lorsqu'elles sont transportées loin des incendies et vers les centres de population. En utilisant les mesures de nos avions pour comprendre ces processus, nous, chimistes, pouvons mieux prédire la quantité de PM2.5 qui sera présente dans la fumée âgée.

Combiné avec les prévisions météorologiques qui prédit où la fumée ira, cela pourrait conduire à des modèles de qualité de l'air améliorés qui peuvent dire aux gens sous le vent s'ils seront exposés à un air malsain.

Meilleures prévisions de la qualité de l'air

Les incendies de forêt étant de plus en plus d'actualité, de plus en plus de gens ont pris conscience de leur propre qualité de l'air. Des ressources telles que AIRNow de l'Agence américaine de protection de l'environnement fournissent des données actuelles et prévues sur la qualité de l'air, ainsi que des explications sur les dangers pour la santé. Les informations locales sont également souvent disponibles auprès des agences nationales ou régionales.

La fumée des incendies de forêt a rendu le ciel de midi orange à San Francisco le 9 septembre 2020.
La fumée des incendies de forêt a rendu le ciel de midi orange à San Francisco le 9 septembre 2020.
Image AP / Tony Avelar

Les mesures et les prévisions de la qualité de l'air peuvent aider les gens éviter les situations insalubres, en particulier les groupes sensibles tels que les personnes asthmatiques. Pendant les périodes prévues de mauvaise qualité de l'air, les gouvernements locaux ou étatiques peuvent utiliser les prévisions pour réduire d'autres sources de pollution, telles que la découragement de la combustion résidentielle au bois ou des activités industrielles à fortes émissions.

En ce qui concerne l'avenir, la fumée des feux de forêt est susceptible d'être répandue à travers l'Ouest chaque année pour plusieurs raisons. Températures en hausse quittent le paysage plus sec et plus inflammable. Dans le même temps, de plus en plus de personnes construisent des maisons interface sauvage-urbain, créant plus d'opportunités pour les incendies.

Une grande communauté de scientifiques dont moi-même travaille pour mieux comprendre les émissions des feux de forêt et comment elles changent lorsqu'elles soufflent dans les communautés sous le vent. Ces connaissances amélioreront les prévisions concernant la qualité de l'air et les effets sur la santé de la fumée des feux de forêt, afin que les gens puissent apprendre à s'adapter et à éviter les pires conséquences sur la santé.

A propos de l'auteurLa Conversation

Brett B. Palm, chercheur postdoctoral en chimie atmosphérique, Université de Washington

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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