Alors que des incendies de forêt dévastateurs continuent de faire rage dans l'ouest des États-Unis et au Canada, une équipe d'ingénieurs en environnement de l'Université de Washington à St. Louis a découvert que les particules organiques absorbant la lumière, également connu sous le nom d'aérosol de carbone brun, dans les incendies de forêt, la fumée perd sa capacité à absorber la lumière du soleil plus elle reste longtemps dans l'atmosphère.

Rajan Chakrabarty, maître assistant, et Brent Williams, le professeur agrégé de développement de carrière Raymond R. Tucker Distinguished InCEES, les deux scientifiques des aérosols du ministère de l'Énergie, Génie environnemental et chimique à l'École d'ingénierie et des sciences appliquées, et leurs laboratoires ont découvert que l'aérosol de carbone brun change ses propriétés d'absorption de la lumière à la diffusion de la lumière plus il reste longtemps dans l'atmosphère. Lors de sa première émission, la fumée est brune et a un effet réchauffant sur l'atmosphère. Mais pendant plusieurs jours dans l'atmosphère, la fumée devient progressivement blanche et a un effet réchauffant considérablement réduit. La fumée blanche qui en résulte contribue à peu près à une réduction d'environ 46 % de l'absorption de la lumière par rapport à la fumée brune.

"Notre étude jette des doutes sur les implications du réchauffement du carbone brun, " a déclaré Chakrabarty. " Si cette analyse de cycle de vie n'est pas prise en compte, les modèles climatiques pourraient très bien donner lieu à des valeurs surestimées de réchauffement dû à ces aérosols. »

Les résultats de la recherche ont été publiés dans une première publication en ligne dans Lettres sur les sciences et technologies de l'environnement 21 septembre.

Alors que les scientifiques ont déjà identifié du noir de carbone, ou de suie, comme principal agent absorbant la lumière et réchauffant, on en sait moins sur les effets du carbone brun des feux de forêt couvants sur l'atmosphère. Il existe de nombreuses incertitudes quant au rôle de ces aérosols dans l'augmentation du réchauffement atmosphérique, les chercheurs ont dit.

Chakrabarty, Williams et les membres de leur laboratoire ont fait la découverte en brûlant des combustibles de tourbière, acquis de différentes régions de l'Alaska avec l'aide du US Forest Service, dans leur chambre de combustion. Les feux couvants de tourbe dans les forêts boréales sont une source importante d'aérosols organiques et d'émissions de carbone. Dans un environnement simulé unique, l'équipe a étudié les changements dans la physique, chimie, propriétés optiques et composition de la fumée brune de carbone sur plusieurs jours. En exposant les panaches de fumée aux rayonnements ultraviolets et aux oxydants, comme l'ozone, dans un réacteur photochimique, ils pourraient imiter les effets naturels dans l'atmosphère.

Lorsque la fumée a été émise pour la première fois par les brûlures, c'était un brun boueux à cause de la façon dont il absorbait les longueurs d'onde visibles les plus courtes (du bleu au vert).

« Nous avons vu qu'à mesure que la fumée vieillissait dans notre atmosphère simulée, nous augmentons la mesure dans laquelle les changements chimiques peuvent se produire, " dit Williams, directeur du programme sur le changement climatique de l'Université de Washington (WUCCP). "Comme cette chimie se produit dans l'atmosphère, les particules de fumée prennent une couleur plus claire au fil des jours. Si les particules restaient toujours brunes, ils continueraient à contribuer au réchauffement car ils absorberaient plus de rayonnement. Si après quelques jours dans l'atmosphère ils blanchissent, ils commenceront à contribuer au refroidissement en diffusant plus de rayonnement."

Chakrabarty a déclaré que les résultats seront bénéfiques aux scientifiques pour affiner les modèles climatiques et les algorithmes de récupération par satellite. Il aidera également plusieurs agences fédérales travaillant à comprendre les incendies de forêt.

"Les feux de forêt vont être la principale source de pollution de l'air en raison de décennies de suppression des incendies et d'augmentation des charges de carburant, " a déclaré Chakrabarty. " Nous avons exercé un contrôle dans une certaine mesure sur les émissions régulières, tels que ceux des véhicules et des industries, mais c'est la nature, et c'est très difficile à contrôler."

Williams a déclaré que la gestion des terres de longue date dans l'Ouest et le réchauffement dans la partie nord du pays ont conduit à une augmentation des combustibles à mesure que le changement climatique est devenu plus répandu.

« Des événements tels que les sécheresses, les inondations et les ravageurs envahissants peuvent tous tuer votre végétation, donc tu as debout, végétation morte avec tout un sol forestier plein de combustible prêt à partir, " Williams a déclaré. " Tous nos modèles prédisent que ces incendies vont devenir plus extrêmes. En plus des implications climatiques qui ont fait l'objet de cette étude, Les districts de gestion de la qualité de l'air sont également très préoccupés par les conséquences sur la santé des communautés qui auront une qualité de l'air moins bonne à cause de ces incendies de forêt. »