A fumaça de um incêndio florestal no verão é mais do que apenas uma nuvem de incômodo incômoda. É um veneno para os pulmões e o coração das pessoas que o respiram e uma manta densa que dificulta as operações de combate a incêndios.

Há um ciclo de feedback atmosférico, diz o cientista atmosférico da Universidade de Utah Adam Kochanski, que pode bloquear a fumaça nos vales da mesma forma que as inversões de temperatura bloqueiam a poluição e sujeira no Vale do Lago Salgado a cada inverno. Mas, entendendo esse loop, Kochanski diz, pode ajudar os cientistas a prever como a fumaça afetará a qualidade do ar nos vales, esperançosamente ajudando residentes e bombeiros igualmente.

O estudo de Kochanski e colegas aparece no Journal of Geophysical Research-Atmospheres . O trabalho foi financiado por doações do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos e da NASA.

Cortina de fumaça

Em 2015, os bombeiros que lutavam contra incêndios florestais no norte da Califórnia notaram que a fumaça que se acumulava nos vales não estava indo embora. A fumaça ficou tão forte que o apoio aéreo teve que cancelar os voos, diminuindo o esforço de combate a incêndios. "Isso levantou a questão, "Kochanski diz, "Por que isso? Por que, de repente, a fumaça é tão persistente e o que mantém essa camada tão espessa de fumaça naqueles vales por um período tão longo de tempo? "

Kochanski e seus colegas, incluindo pesquisadores do Desert Research Institute, Universidade do Colorado, Boulder e Harvard &Smithsonian Center for Astrophysics se propuseram a responder a essas perguntas. A primeira pista veio de medições de temperatura abaixo e acima da camada de fumaça. O ar, eles encontraram, estava mais quente acima da fumaça do que abaixo.

Os residentes do vale do Lago Salgado e de outros vales em forma de tigela reconhecerão o padrão de ar mais quente acima do ar mais frio do vale como uma inversão - uma reversão do resfriamento normal do ar com a altitude. A química atmosférica das inversões de inverno de Salt Lake é um pouco diferente daquela de uma inversão de fogo, mas a física é a mesma:o ar quente sobe, o ar frio afunda e a inversão coloca uma tampa quente sobre um vale, aprisionando todo o ar do vale abaixo.

A principal diferença é que no caso das inversões de fumaça a camada de fumaça torna a inversão ainda mais forte.

O ciclo de feedback

Kochanski e seus colegas modelaram a dinâmica do ar e da fumaça no terreno do vale e encontraram um loop de feedback que reforça as condições de inversão atmosférica.

"Uma chave para esta situação é o momento em que a fumaça aparece na atmosfera e faz o suficiente para bloquear a radiação solar que chega, "Kochanski diz. Com a energia do sol bloqueada, o ar no solo começa a esfriar. "O resfriamento próximo à superfície limita a mistura, aumenta as inversões locais e leva a concentrações de fumaça ainda mais altas, que, por sua vez, bloqueiam mais radiação solar e tornam a fumaça ainda mais persistente. "

O resfriamento também enfraquece os ventos no vale cheio de fumaça e estabiliza a atmosfera, impedindo o vento de invadir e limpar o ar estagnado.

Kochanski diz que existem três maneiras de sair da inversão do fogo. Um é o assentamento da fumaça uma vez que o fogo é extinto, permitindo que mais luz e calor cheguem ao solo. Outro é um vento suficientemente grande que pode empurrar e misturar as camadas de ar. Um terceiro é a precipitação, já que a chuva que cai pode limpar o ar de aerossóis.

"Se for business as usual e dia após dia você tem um bom tempo ensolarado, sem nenhum vento ou eventos de precipitação, Nós vamos, este ciclo de feedback positivo leva a mais fumaça nos vales do que poderia ser esperado apenas com base no comportamento do fogo sozinho, "Kochanski diz.

Um novo tipo de previsão

Compreender as condições que criam o ciclo de feedback ajuda os pesquisadores a prever como e quando ele pode se formar ou se dissipar. As inversões de incêndio ainda serão um problema para os bombeiros, mas Kochanski diz que agora os pesquisadores serão capazes de fazer previsões de fumaça mais precisas.

"Podemos dizer melhor onde, quão densa e persistente a fumaça vai ser, ", diz ele." Isso é algo que não estava disponível antes. "Os modelos meteorológicos também serão capazes de prever os efeitos da fumaça na qualidade do ar de uma forma que não podiam antes, ele adiciona.

Os resultados deste estudo já estão sendo integrados ao Programa Nacional de Serviços Preditivos. "Quando estou falando sobre aplicativos, "Kochanski diz." Não é daqui a 10 anos. É algo em que começaremos a trabalhar nos próximos meses. "