La fumée des incendies de forêt pourrait contribuer à plus de la moitié de certains événements de pollution atmosphérique graveleux aux États-Unis continentaux au cours de l'été, et jusqu'à 20 % de ces événements tout au long de l'année, selon de nouvelles recherches à l'Université de l'Alabama à Huntsville (UAH).

Cette recherche pourrait être une étape vers le développement d'outils pour avertir d'éventuels événements de pollution liés à la fumée et une meilleure compréhension des effets potentiels sur la santé de la fumée provenant du brûlage forestier planifié et contrôlé.

"Vous pouvez utiliser quelque chose comme ça comme moyen de déterminer si un brûlage planifié particulier va être un point de basculement pour dépasser la limite de pollution sous le vent et si vous devez brûler ce jour-là, " dit Aaron Kaulfus, un étudiant diplômé du Département des sciences de l'atmosphère de l'UAH.

Kaulfus et le Dr Udaysankar Nair, professeur agrégé de sciences de l'atmosphère à l'UAH, utilisé les données recueillies par une paire d'instruments sur les satellites de la NOAA et de la NASA pour suivre à la fois les points chauds qui indiquent les incendies de forêt et les panaches de fumée de ces incendies. Ils ont combiné cela avec les données de l'Environmental Protection Agency (EPA) sur les sites de surface où la pollution de l'air dépassait la limite de sécurité des particules ne dépassant pas 2,5 microns.

Les particules de moins de 2,5 microns de diamètre (moins d'un quart de la largeur d'un cheveu humain) sont suffisamment petites pour pénétrer dans les poumons d'une personne. Dans des concentrations suffisamment élevées, ils peuvent causer des dommages. L'EPA estime que la combustion de la biomasse contribue à plus de 25 % de toute la pollution par les petites particules (identifiée par l'EPA comme PM2,5) aux États-Unis.

L'équipe de l'UAH a découvert qu'au cours de l'été, lorsque le niveau de couverture de fumée aux États-Unis atteint son maximum, environ 52% de tous les événements de pollution atmosphérique aux PM2,5 sur le continent américain se produisent lorsque la fumée des incendies de forêt est présente.

Sur les sites ruraux de surveillance de la pollution dans le nord-ouest des États-Unis, plus de 80 pour cent des jours d'été où la fumée est présente ont également un excès de particules PM2,5 dans l'air.

Sur une base annuelle, « au moins 20,1 % des dépassements quotidiens totaux ont coïncidé avec des panaches de fumée identifiables au-dessus, " dit Kaulfus. " En moyenne, les concentrations de PM2,5 étaient plus élevées les jours où de la fumée était présente sur la zone."

Alors que les effets de la fumée des feux de forêt et d'autres brûlages de biomasse sur les niveaux d'ozone (un autre polluant) ont été étudiés, Le Dr Nair dit qu'il s'agit de la première tentative de relier la pollution par la fumée et les particules à l'échelle nationale.

"Nous avons adopté une approche nationale plutôt qu'une approche station par station, " dit Kaulfus.

Cette recherche, qui a été soutenu par la National Science Foundation et la NASA, a été accepté pour publication dans la revue Sciences et technologies de l'environnement .

Bien qu'il y ait eu de la fumée dans l'un des cinq événements de pollution particulaire au cours de la période d'étude, Kaulfus dit qu'il n'y a pas de relation claire de cause à effet.

"Il était au moins plausible que la fumée influence ces contaminants de surface, " dit-il. " Mais l'un des plus gros problèmes avec le produit de fumée NOAA est qu'il n'y a aucun moyen de connaître le profil vertical de l'endroit où se trouve la fumée, que ce soit à la surface ou dans la couche profonde de l'atmosphère."

"Ce que cela fait vraiment, c'est nous donner la limite supérieure des effets de la fumée des feux de forêt sur ces événements de pollution, " ajoute le Dr Nair.

La zone la plus touchée par la fumée des incendies de forêt était un grand coin dans le centre des États-Unis, du Canada à l'est du Texas. Pendant la période d'étude, de 2005 à 2016, les instruments satellites de la NOAA et de la NASA ont vu plus de 600 jours avec une couverture de fumée sur la majeure partie du Dakota du Nord, Minnesota, et l'Iowa, ainsi que les parties orientales du Kansas et du Nebraska, et la moitié orientale du Dakota du Sud.

Alors que les incendies de forêt - à la fois sauvages et planifiés - dans la zone continentale des États-Unis ont produit de la fumée dans une grande partie des 48 États contigus, une fraction importante de la fumée enregistrée sur cette tranche de couverture de fumée la plus fréquente provenait d'incendies de forêt au Canada, Alaska, et même la Sibérie, dit Kaulfus.

« Nous pouvons voir toute la fumée provenant du Canada, tout le long des villes orientales, s'étendant sur quelques centaines de kilomètres au-dessus de l'Atlantique et de la côte du Golfe, " dit le Dr Nair.

Dans des conditions atmosphériques stables, les panaches de fumée des feux couvants peuvent être confinés à une couche limite atmosphérique peu profonde près du sol, augmentant la pollution par les petites particules à la surface. En cas de feux flamboyants à haute énergie, la fumée peut être injectée à des altitudes plus élevées.

Les processus de convection de routine peuvent également mélanger la fumée de l'un ou l'autre type d'incendie dans l'atmosphère profonde, qui peut transporter de la fumée à des milliers de kilomètres de sa source et avoir un impact sur la qualité de l'air sous le vent.

Une zone de l'ouest du golfe du Mexique au large des côtes du Texas et de l'ouest de la Louisiane avait plus de 350 jours de couverture de fumée au cours de la période d'étude, largement causés par les incendies de forêt et la combustion de biomasse au Mexique et en Amérique centrale, dit Naïr.