O ano de 2020 será lembrado por muitos motivos, incluindo os incêndios florestais que quebraram recordes que transformaram os céus de São Francisco em um tom apocalíptico de vermelho e cobriram de fumaça grandes partes do oeste por semanas a fio.

A Califórnia experimentou cinco de seus seis maiores incêndios já registrados em 2020, incluindo o primeiro "gigafire moderno, "um incêndio que queimou mais de 1 milhão de acres. Colorado viu seus três maiores incêndios já registrados.

Embora a fumaça possa causar lindos pores do sol, também pode ter consequências terríveis para a saúde humana.

Eu sou um químico atmosférico, e a atmosfera é meu laboratório. Quando eu olho para o céu, Vejo uma mistura de muitos milhares de compostos químicos diferentes interagindo uns com os outros e com a luz do sol.

As reações e transformações na atmosfera fazem com que a fumaça do incêndio mude drasticamente à medida que viaja a favor do vento, e estudos mostraram que ele pode se tornar mais tóxico à medida que envelhece. A fim de prever com precisão os efeitos das emissões de incêndios florestais nas populações a favor do vento e emitir avisos de qualidade do ar mais direcionados à medida que as temporadas de incêndios florestais pioram, temos que entender quais produtos químicos estão sendo emitidos e como a fumaça muda com o tempo.

Para descobrir isso, meus colegas e eu pilotamos aviões contra as nuvens de fumaça de alguns dos grandes incêndios florestais do Ocidente.

Como estudamos incêndios florestais

Grandes incêndios florestais e a forma como o vento transporta sua fumaça não podem ser facilmente reproduzidos em um laboratório. Isso os torna difíceis de estudar. Uma das melhores maneiras de aprender sobre a química real da fumaça de um incêndio florestal é prová-la diretamente na atmosfera.

Em 2018 e 2019, meus colegas e eu cruzamos o céu sobre incêndios florestais ativos em aviões especializados carregados com instrumentos científicos. Cada instrumento é projetado para amostrar uma parte diferente da fumaça, muitas vezes, literalmente enfiando um tubo pela janela.

A fumaça do Wildfire é muito mais complexa e dinâmica do que parece. Ele contém milhares de compostos diferentes, a maioria das quais são moléculas contendo várias quantidades de carbono, hidrogênio, átomos de nitrogênio e oxigênio. Existem gases (moléculas individuais), bem como partículas (milhões de moléculas coaguladas juntas).

Nenhum instrumento pode medir todas essas moléculas de uma vez. Na verdade, alguns compostos específicos são um desafio de medir. Muitos cientistas, incluindo me a mim, dedicam suas carreiras a projetar e construir novos instrumentos para melhorar nossas medições e continuar a avançar em nossa compreensão da atmosfera e como ela nos afeta.

Na pesquisa recém-publicada dos incêndios florestais de 2018, meus colegas e eu mostramos como as partículas de fumaça mudavam rapidamente à medida que eram carregadas na direção do vento.

Algumas das partículas estavam evaporando em gases, semelhante a uma poça de chuva evaporando em vapor de água quando o Sol sai. Ao mesmo tempo, alguns dos gases da fumaça passavam por reações para formar novas partículas, semelhante à condensação do vapor de água para formar uma nuvem ou gotículas de orvalho. Enquanto isso, reações químicas estavam ocorrendo, mudando as próprias moléculas.

Como essas moléculas reagiram com a luz do sol e outros gases na atmosfera, a fumaça foi fundamentalmente transformada. Isso é o que queremos dizer quando os cientistas falam sobre a fumaça "envelhecendo" ou "envelhecendo" com o tempo. Outra pesquisa recente começou a mostrar como a fumaça de um incêndio pode se tornar mais tóxica à medida que envelhece.

O que todas essas mudanças significam para a saúde?

Os danos à saúde causados ​​pela fumaça são em grande parte resultado da quantidade de PM2,5 que ela contém. Estas são partículas minúsculas, uma fração da largura de um cabelo humano, que pode ser respirado profundamente nos pulmões, onde podem irritar o trato respiratório. Mesmo a exposição por curto prazo pode agravar problemas cardíacos e pulmonares.

As reações químicas controlam a quantidade de PM2,5 existente na fumaça do incêndio florestal à medida que é transportado para longe dos incêndios e para os centros populacionais. Usando nossas medições de aeronaves para entender esses processos, we chemists can better predict how much PM2.5 will be present in aged smoke.

Combined with meteorology forecasting that predicts where the smoke will go, this could lead to improved air quality models that can tell people downwind whether they will be exposed to unhealthy air.

Better air quality forecasting

With wildfires increasingly in the news, more people have become aware of their own air quality. Resources such as AirNow from the U.S. Environmental Protection Agency provide current and forecasted air quality data, along with explanations of the health hazards. Local information is often available from state or regional agencies as well.

Air quality measurements and forecasts can help people avoid unhealthy situations, especially sensitive groups such as people with asthma. During predicted periods of unhealthy air quality, local or state governments can use forecasts to reduce other pollution sources, such as discouraging residential wood burning or high-emitting industrial activities.

Olhando para o futuro, wildfire smoke is likely to be widespread across the West each year for several reasons. Rising temperatures are leaving the landscape drier and more flammable. Ao mesmo tempo, more people are building homes in the wildland-urban interface, creating more opportunities for fires to start.

A large community of scientists including me are working to better understand wildfire emissions and how they change as they blow into downwind communities. That knowledge will improve forecasts for air quality and health impacts of wildfire smoke, so people can learn to adapt and avoid the worst health consequences.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.