Este Verão, um avião de carga de quatro motores carregado com cientistas e equipamentos sofisticados voará direto para a fumaça nebulosa dos incêndios florestais ocidentais.

Os voos compreenderão o maior, a tentativa mais abrangente até agora para medir e analisar a fumaça do incêndio florestal que cobre vastas áreas dos Estados Unidos a cada ano.

Ao longo do final de julho e agosto, uma multiagência, equipe multidisciplinar liderada por cientistas da Colorado State University viajará para Boise, Idaho, conduzir de 15 a 20 voos de observação de fumaça. O projeto é denominado Western Wildfire Experiment for Cloud Chemistry, Absorção de Aerossol e Nitrogênio, ou WE-CAN, e é principalmente apoiado pela National Science Foundation.

"Esta é uma campanha de campo desafiadora, "disse a cientista-chefe Emily Fischer, Professor assistente de ciências atmosféricas da CSU. "Não é como medir a pluma de, dizer, uma usina de energia. Não sabemos exatamente onde serão os incêndios, mas sabemos disso quase todos os anos, há um incêndio florestal queimando a um vôo de duas horas de Boise durante o mês de agosto. "

O projeto reúne cientistas de cinco universidades e do National Center for Atmospheric Research, financiado pela NSF, com apoio parcial da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional e da NASA. O objetivo é abrangente, compreensão sistemática da química da fumaça do incêndio.

Os pesquisadores responderão a perguntas como:De que é feita a fumaça? Como isso muda com o tempo, e como ele viaja? Como isso afeta as nuvens? Como o tipo e o crescimento da floresta afetam a composição da fumaça produzida? Como a química da fumaça dos fogos de queima se compara com a temperatura mais baixa, incêndios latentes?

Responder a essas e outras questões tem ramificações importantes para os estudos posteriores da qualidade do ar, saúde, ciclos de nutrientes, tempo e clima. Os pesquisadores do WE-CAN esperam contribuir para a ciência em todas essas áreas com os dados que coletarão neste verão.

“Estamos acompanhando o transporte e a transformação da pluma de gases e aerossóis emitidos pelos incêndios florestais para entender as mudanças químicas por que passam ao longo do tempo, como suas propriedades podem variar, e quais são seus impactos na saúde humana e no meio ambiente, "disse Sylvia Edgerton, diretor do programa da Divisão de Ciências Atmosféricas e Geoespaciais da NSF, que financia WE-CAN.

A equipe de pesquisa está focada em três conjuntos de questões científicas relacionadas à fumaça de incêndios florestais:Aumentar a compreensão da quantidade e dos tipos de nitrogênio reativo nas plumas de fumaça; quantificar e compreender as emissões e evolução de partículas finas e propriedades ópticas da fumaça; e identificar como as partículas da nuvem de fumaça afetam o comportamento e a formação de nuvens de líquido e gelo.

O tamanho e a diversidade da equipe refletem o escopo das questões científicas que eles irão explorar. A experiência de Fischer é em nitrogênio reativo e ozônio, e seu grupo conduzirá a medição da amônia atmosférica. Shane Murphy, da Universidade de Wyoming, chefiará a investigação sobre a absorção de aerossóis. Especialistas da CSU, incluindo Paul DeMott e Amy Sullivan, explorarão as partículas de fumaça e seus efeitos nas nuvens.

A campanha WE-CAN vai além de outros experimentos de qualidade do ar relacionados a incêndios florestais realizados no passado. Fischer explica que campanhas de campo atmosférico anteriores cruzaram a fumaça do incêndio florestal, mas não têm sido seu foco principal.

"O que estamos fazendo no WE-CAN é muito mais sistemático, "Fischer disse." Vamos começar o mais perto que pudermos dos incêndios, e rastrear a fumaça por 12 a 24 horas de envelhecimento atmosférico. É quando ocorre grande parte da evolução química. Temos muito poucas amostras existentes desta evolução na atmosfera. "

A aeronave de pesquisa C-130 é propriedade da NSF e é mantida e operada pelo Laboratório de Observação da Terra NCAR. Faz sua casa em Broomfield, Colorado, no aeroporto metropolitano das montanhas rochosas. Nas semanas que antecederam os voos de Boise, a equipe científica se reuniu no Colorado para testar o avião e a instrumentação.

A aeronave transportará cerca de 30 instrumentos científicos, com espaço para 18 cientistas voarem. Muitos outros estarão no terreno, ajudando a monitorar incêndios, fumaça e clima para guiar o avião para as zonas principais de coleta de dados. Eles realizarão dois tipos de padrões de voo em voos de seis horas, várias vezes ao longo de seis a oito semanas.

Depois que a campanha de campo terminar, Fischer e outros colaboradores irão ministrar uma aula de observação de aeronaves de duas semanas no início de setembro para alunos de várias universidades, incluindo CSU, a Universidade de Wyoming, Universidade Estadual Técnica e Agrícola da Carolina do Norte, e a Universidade de Montana. Os alunos aprenderão os meandros da ciência atmosférica baseada em aeronaves, tomando suas próprias decisões sobre onde e quando pilotar o avião.

No verão de 2019, um experimento relacionado será conduzido por cientistas da NOAA e da NASA, com alguns objetivos científicos sobrepostos e complementares com o WE-CAN. A campanha de 2019 a bordo da aeronave NASA DC-8 será baseada em Idaho e Kansas, e experimentará fumaça noturna, bem como interações de fumaça urbana.

Os voos da WE-CAN e da NOAA do próximo ano irão complementar os estudos inovadores de fumaça de incêndios florestais realizados no Experimento de Influência do Fogo em Ambientes Regionais e Globais. FIREX foi um experimento de fumaça de incêndio florestal baseado principalmente em laboratório, também liderado pela NOAA, e envolveu cientistas de várias instituições.