Incêndios florestais queimados no oeste afetam não apenas as áreas queimadas, mas as regiões mais amplas cobertas pela fumaça. Nos últimos anos, o céu nublado e a perigosa qualidade do ar tornaram-se características regulares do clima do final do verão.

Muitos fatores estão fazendo com que os incêndios florestais ocidentais cresçam e gerem mais, plumas de fumaça de longa duração que podem se estender por todo o continente. Uma análise conduzida pela Universidade de Washington analisa as observações mais detalhadas até hoje do interior das plumas de fumaça dos incêndios florestais da Costa Oeste.

A equipe multi-institucional rastreou e voou através das nuvens do incêndio florestal da fonte para coletar dados sobre como a composição química da fumaça mudou ao longo do tempo. Um artigo resultante, publicado em 2 de novembro no Proceedings of the National Academy of Sciences , mostra que as previsões de fumaça podem subestimar significativamente a quantidade de partículas na fumaça mais dura.

Os novos resultados podem dobrar a estimativa de partículas na fumaça mais dura, que poderia ser a diferença entre a qualidade do ar "moderada" e "insalubre" em regiões a favor do vento do incêndio.

"Os incêndios florestais estão ficando maiores e mais frequentes, e a fumaça está se tornando um contribuinte mais importante para a poluição do ar em geral, "disse o autor principal Joel Thornton, um professor de ciências atmosféricas da UW. "Realmente direcionamos as plumas de fumaça perto da fonte para tentar entender melhor o que é emitido e, em seguida, como ele pode se transformar conforme segue na direção do vento."

Saber como a fumaça de um incêndio florestal recém-gerada transita para obsoleta, a fumaça dissipada pode levar a melhores previsões da qualidade do ar. As comunidades podem usar essas previsões para se preparar movendo atividades ao ar livre para dentro ou reagendando em casos em que o ar não seja seguro para estar ao ar livre, bem como limitar outras atividades poluentes, como queima de lenha.

“Existem dois aspectos que influenciam as previsões de fumaça, "disse o primeiro autor Brett Palm, um pesquisador de pós-doutorado UW em ciências atmosféricas. "Um é exatamente para onde a nuvem de fumaça vai, com base na dinâmica de como o ar se move na atmosfera. Mas a outra questão é:quanta fumaça é transportada - a que distância a favor do vento a qualidade do ar estará ruim? Essa é a questão que nosso trabalho ajuda a resolver. "

Quando as árvores, grama e folhagem queimam em altas temperaturas, geram fuligem, ou carbono negro, bem como partículas e vapores orgânicos, chamados aerossóis orgânicos, que são mais reativos do que fuligem. Os incêndios também podem produzir aerossol de "carbono marrom", uma forma menos conhecida de aerossol orgânico que dá aos céus uma névoa acastanhada.

Uma vez no ar, os aerossóis orgânicos podem reagir com o oxigênio ou outras moléculas já existentes na atmosfera para formar novos compostos químicos. Temperatura do ar, a luz solar e a concentração de fumaça afetam essas reações e, portanto, alteram as propriedades da coluna de fumaça mais antiga.

A equipe multi-institucional mediu essas reações voando através de plumas de incêndio florestal em julho e agosto de 2018 como parte do WE-CAN, ou o Western Wildfire Experiment para Cloud Chemistry, Campanha de campo de absorção de aerossol e nitrogênio liderada pela Colorado State University.

Pesquisar voos de Boise, Idaho, usou um avião de pesquisa C-130 para observar a fumaça. O estudo passou por níveis de 2, 000 microgramas por metro cúbico, ou cerca de sete vezes o pior ar experimentado em Seattle neste verão. Os lacres da aeronave mantinham o ar dentro da aeronave muito mais limpo, embora os pesquisadores tenham dito que era como voar através da fumaça de uma fogueira.

"Tentamos encontrar um bom, pluma organizada onde poderíamos começar o mais perto possível do fogo, "Palm disse." Então, usando a velocidade do vento, tentaríamos amostrar o mesmo ar em transectos subsequentes, uma vez que ele estava viajando a favor do vento.

A análise no novo artigo se concentrou em nove colunas de fumaça bem definidas geradas pelo incêndio em Taylor Creek, no sudoeste do Oregon, o incêndio Bear Trap em Utah, o incêndio de Goldstone em Montana, o incêndio do South Sugarloaf em Nevada, e os Sharps, Kiwah, Incêndios florestais de Beaver Creek e Rabbit Foot em Idaho.

"Você realmente não pode reproduzir grandes incêndios florestais em um laboratório, "Disse Palm." Em geral, tentamos provar a fumaça à medida que envelhecia para investigar a química, as transformações físicas que estão acontecendo. "

Os pesquisadores descobriram que uma classe de emissões de incêndios florestais, fenóis, compõem apenas 4% do material queimado, mas cerca de um terço das moléculas de "carbono marrom" que absorvem luz na fumaça fresca. Eles encontraram evidências de transformações complexas dentro da pluma:os vapores estão se condensando em partículas, mas ao mesmo tempo e quase na mesma taxa, os componentes particulados estão evaporando de volta aos gases. O equilíbrio determina quanto material particulado sobrevive, e, portanto, a qualidade do ar, enquanto a pluma viaja na direção do vento.

"Um dos aspectos interessantes foi ilustrar o quão dinâmica é a fumaça, "Disse Palm." Com processos concorrentes, as medições anteriores faziam parecer que nada estava mudando. Mas, com nossas medições, pudemos realmente ilustrar a natureza dinâmica da fumaça. "

Os pesquisadores descobriram que essas mudanças na composição química acontecem mais rápido do que o esperado. Assim que a fumaça estiver no ar, mesmo enquanto está se movendo e se dissipando, ele começa a evaporar e reagir com os gases circundantes na atmosfera.

"Quando as plumas de fumaça estão frescas, eles são quase como uma extensão de baixo grau de um incêndio, porque há tanta atividade química acontecendo nas primeiras horas, "Disse Thornton.

Os autores também realizaram um conjunto de experimentos de 2019 dentro de uma câmara de pesquisa em Boulder, Colorado, que analisou como os ingredientes da fumaça reagem em condições diurnas e noturnas. Os incêndios florestais tendem a crescer com os ventos da tarde, quando a luz do sol acelera as reações químicas, em seguida, morre e arde à noite. Mas incêndios florestais muito grandes podem continuar a arder durante a noite, quando o céu mais escuro muda a química.

Compreender a composição da fumaça também pode melhorar as previsões do tempo, porque a fumaça resfria o ar por baixo e pode até mudar os padrões do vento.

"Em seattle, existem alguns pensamentos de que a fumaça mudou o clima, "Thornton disse." Esses tipos de feedback com a fumaça interagindo com a luz do sol são realmente interessantes daqui para frente. "