p Incêndios florestais estão queimando o estado da Califórnia há semanas - alguns deles se tornando complexos maiores à medida que diferentes incêndios se fundem. Um deles foi o incêndio complexo de agosto, que supostamente começou como 37 incêndios distintos causados ​​por raios no norte da Califórnia em 17 de agosto. Esse incêndio ainda está queimando mais de um mês depois. p O incêndio complexo de agosto e outros nesta temporada de incêndios têm enviado nuvens de fumaça de incêndio florestal de longo alcance para a atmosfera que pioram a qualidade do ar na Califórnia e além. Prever para onde essa fumaça irá viajar e quão ruim o ar estará contra o vento é um desafio, mas os satélites de observação da Terra podem ajudar. Entre eles estão os satélites Terra e CALIPSO da NASA, e o satélite Suomi NPP da NASA-National Oceanic and Atmospheric Association (NOAA). Juntos, os instrumentos nesses satélites fornecem vislumbres da fumaça ao longo do tempo, o que pode ajudar a melhorar as previsões da qualidade do ar.

p "Os instrumentos de satélite têm a vantagem de fornecer ampla cobertura e precisão de medição consistente ao longo do tempo, além de fazer suas observações sem nenhum risco para as pessoas que coletam os dados, "disse Ralph Kahn, um cientista pesquisador sênior da Divisão de Ciências da Terra no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, quem estuda aerossóis. Kahn e outros cientistas atmosféricos da NASA coletam dados sobre os incêndios de satélites de observação da Terra usados ​​para melhorar os modelos que prevêem como a fumaça dos incêndios florestais afetará a qualidade do ar a favor do vento.

p MISR:Avaliando a situação de diferentes ângulos

p Um dos instrumentos do satélite Terra da NASA é o espectrorradiômetro multiangular (MISR), que tem nove câmeras diferentes apontando para a Terra em ângulos diferentes. Quando Terra passou sobre o incêndio complexo de agosto em 31 de agosto, O MISR coletou instantâneos da nuvem de fumaça de diferentes ângulos.

p Os cientistas olham para essas diferentes perspectivas para calcular a extensão e a altura da pluma de fumaça a favor do vento, bem como a altura mais próxima da fonte do incêndio, chamada de altura de injeção. Essa informação é essencial para determinar a distância que a fumaça irá viajar.

p "A fumaça tende a permanecer no ar por mais tempo, viajar mais longe e ter um maior impacto ambiental, talvez bem a favor do vento, se for injetado mais alto na atmosfera, "disse Kahn.

p Em 31 de agosto, as partes mais altas da pluma do Fogo Complexo de Agosto alcançaram aproximadamente 2,5 milhas (4 quilômetros) no ar - colocando-o acima da camada limite da atmosfera, que é a camada da atmosfera mais próxima da superfície da Terra. A nova pluma de fumaça se estendeu pelo menos 30 milhas (45 quilômetros) a leste da área de queima perto da Floresta Nacional de Mendocino, no norte da Califórnia. Nos dias anteriores, a fumaça deste incêndio já havia viajado mais de 310 milhas (500 quilômetros) a oeste e mais de 460 milhas (750 quilômetros) a leste da fonte, cruzando em Utah e saindo sobre o Oceano Pacífico.

p O instrumento MISR também coletou informações sobre o valor, Tamanho, e o brilho das partículas dentro da pluma de fumaça com base em como as partículas espalham a luz em diferentes ângulos e comprimentos de onda. Esses dados fornecem aos pesquisadores informações sobre as características da fumaça do incêndio florestal para prever como ela se moverá e afetará a qualidade do ar. Por exemplo, a parte sul da pluma de fumaça emitida pelo Incêndio do Complexo de Agosto em 31 de agosto era composta principalmente de pequenas, partículas escuras geralmente liberadas quando o fogo está queimando intensamente. Mas, à medida que a pluma se movia na direção do vento, as partículas ficaram maiores e mais brilhantes, possivelmente porque a água ou outros gases emitidos pelos incêndios se condensaram nas partículas de fumaça.

p MODIS:um instantâneo de pontos de acesso do Wildfire

p Incêndios florestais individuais e grandes conflagrações de fogos combinados queimando em todo o estado - e a fumaça acumulada que eles produzem - tornam difícil ver os pontos quentes reais em chamas do espaço. Mas o espectrorradiômetro de imagem de resolução moderada (MODIS) a bordo do satélite Terra da NASA pode ver os comprimentos de onda mais longos da luz invisível, ou radiação infravermelha produzida pelo calor proveniente de incêndios florestais de queima ativa. Em outras palavras, O MODIS às vezes pode ver através da fumaça, mesmo quando nossos olhos não conseguem, comparando a radiação infravermelha mais alta dos pontos de acesso com a radiação mais baixa proveniente da área circundante.

p Ao passar pelo oeste dos Estados Unidos, MODIS pode ver uma faixa de cerca de 1, 430 milhas (2, 300 quilômetros) de largura - cerca da distância do centro de Utah a quase 70 milhas no Oceano Pacífico - fornecendo um contexto valioso sobre o que está acontecendo com os incêndios e a fumaça no oeste dos EUA. MODIS localizou vários grupos de focos de incêndio no incêndio complexo de agosto, que consumiu mais de 240, 000 hectares até 2 de setembro.

p "A extensão do fogo é enorme neste caso, e as plumas de fumaça podem viajar centenas ou até milhares de quilômetros, "disse Kahn." Os satélites fornecem não apenas contexto, mas também informações sobre as relações entre os diferentes incêndios. "Durante a passagem aérea em 31 de agosto, MODIS capturou o incêndio do complexo de agosto, bem como vários outros incêndios e complexos maiores de incêndios queimando ao norte, Sul, e leste. Ver as relações entre os incêndios oferece pistas sobre quais incêndios provavelmente irão se fundir nos dias subsequentes.

p CALIPSO e Suomi NPP:Vendo a extensão da fumaça

p As plumas de fumaça dos incêndios florestais da Califórnia engolfaram muitas cidades e vilas em todo o estado, transformando o céu em um tom apocalíptico de laranja queimado. Em outras áreas, o céu é um cinza nebuloso, e partículas de cinza flutuam no ar. Mas em algumas regiões da Costa Oeste, o céu parece relativamente normal - mesmo se houver partículas de fumaça no ar - porque há muito poucas partículas de fumaça para nossos olhos detectar.

p É aí que entra o satélite CALIPSO da NASA. O CALIPSO tem um laser a bordo que dispara rajadas de luz laser na direção da Terra. Quando aquela luz atinge algo, como partículas em uma nuvem de fumaça de incêndio florestal, é refletido de volta para os sensores do CALIPSO. Embora a luz do laser seja muito fraca para causar qualquer tipo de dano, a luz refletida de volta ao satélite por partículas de fumaça diz aos cientistas muito sobre a fumaça, mesmo quando a pluma é transparente demais para eles verem com seus olhos. Como a pluma do Fogo Complexo de Agosto foi carregada para o oeste, O CALIPSO detectou fumaça há vários dias descendo de cerca de 2,5 milhas acima da terra até uma milha da superfície do oceano ao cruzar a costa da Califórnia.

p CALIPSO pode dizer a diferença entre nuvens e fumaça, o que às vezes pode ser difícil de fazer olhando para uma imagem de satélite. Saber onde a fumaça está em relação às nuvens permite que os pesquisadores vejam as interações entre as nuvens e a fumaça, que pode afetar as características e propagação da fumaça. Por exemplo, às vezes, as nuvens ingerem e modificam as partículas de fumaça, e pode até removê-los do ar quando chove. Outros tempos, partículas escuras de fumaça de incêndio florestal podem absorver a luz solar, tornando-se quente e aquecendo a atmosfera, o que pode causar a evaporação das nuvens.

p O satélite CALIPSO da NASA captura dados detalhados, mas tem um campo de visão estreito. O satélite observa ao longo de uma "cortina" vertical bidimensional que corta a coluna de fumaça à medida que ela passa por cima, coleta de medições detalhadas do tipo e posição dos aerossóis de fumaça de incêndio florestal na atmosfera. Os cientistas então se voltam para três sensores a bordo da NPP Suomi, coletivamente chamados de Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS), para o contexto. Esses sensores obtêm uma visão mais ampla, mas menos detalhada do que está acontecendo com as partículas de fumaça na atmosfera da Terra, o que permite aos cientistas descobrir o que o CALIPSO está procurando e fazer melhores extrapolações com base nos dados do CALIPSO.

p Os instrumentos a bordo dos satélites da frota de observação da Terra da NASA fornecem dados abrangentes, indisponível em qualquer outra fonte, permitindo que os pesquisadores obtenham uma melhor compreensão da fumaça de incêndios florestais e como ela afeta a qualidade do ar. Em casos como os atuais incêndios florestais na Califórnia, Os cientistas atmosféricos da NASA que estudam os incêndios colaboram com o programa Earth Science Disasters da NASA para compartilhar suas descobertas com os bombeiros e funcionários da saúde pública. Parceiros do programa de desastres da NASA com agências locais e regionais no terreno, ajudando a colocar os dados dos satélites da NASA nas mãos daqueles que mais precisam.

p "Nosso trabalho é principalmente útil para melhorar os modelos que prevêem a qualidade do ar, "disse Kahn." Este é um esforço de equipe e quando podemos ajudar, certamente fazemos. "