Cet été, un avion cargo quadrimoteur chargé à la fois de scientifiques et d'équipements sophistiqués volera directement dans la fumée brumeuse des incendies de forêt occidentaux.

Les vols comprendront les plus grands, tentative la plus complète à ce jour pour mesurer et analyser la fumée des incendies de forêt qui recouvre chaque année de vastes étendues des États-Unis.

Pendant toute la fin juillet et août, une multi-agence, équipe multidisciplinaire dirigée par des scientifiques de la Colorado State University se rendra à Boise, Idaho, effectuer 15 à 20 vols d'observation des fumées. Le projet s'appelle Western Wildfire Experiment for Cloud Chemistry, Absorption d'aérosol et azote, ou nous pouvons, et est principalement soutenu par la National Science Foundation.

"C'est une campagne de terrain difficile, " a déclaré la scientifique principale Emily Fischer, Professeur assistant CSU en sciences de l'atmosphère. "Ce n'est pas comme mesurer le panache de, dire, une centrale électrique. Nous ne savons pas exactement où seront les incendies, mais nous savons qu'à peu près chaque année, il y a un feu de forêt qui brûle à moins de deux heures de vol de Boise au cours du mois d'août."

Le projet rassemble des scientifiques de cinq universités et du National Center for Atmospheric Research, financé par la NSF, avec le soutien partiel de la National Oceanic and Atmospheric Administration et de la NASA. L'objectif est une approche globale, compréhension systématique de la chimie de la fumée des feux de forêt.

Les chercheurs répondront à des questions telles que :De quoi est faite la fumée ? Comment évolue-t-il dans le temps, et pendant qu'il voyage? Comment cela affecte-t-il les nuages ​​? Comment le type et la croissance de la forêt affectent-ils la composition de la fumée produite ? Comment la chimie de la fumée des feux brûlants se compare-t-elle à celle des feux à basse température, feux couvants ?

Répondre à ces questions et à d'autres a des ramifications majeures pour les études en aval de la qualité de l'air, santé, cycles nutritifs, le temps et le climat. Les chercheurs de WE-CAN espèrent contribuer à la science dans tous ces domaines avec les données qu'ils recueilleront cet été.

"Nous suivons le transport et la transformation du panache de gaz et d'aérosols émis par les incendies de forêt pour comprendre les changements chimiques qu'ils subissent au fil du temps, comment leurs propriétés peuvent varier, et quels sont leurs impacts sur la santé humaine et l'environnement, " a déclaré Sylvia Edgerton, directeur de programme à la Division des sciences atmosphériques et géospatiales de la NSF, qui finance WE-CAN.

L'équipe de recherche se concentre sur trois ensembles de questions scientifiques liées à la fumée des feux de forêt :accroître la compréhension de la quantité et des types d'azote réactif dans les panaches de fumée; quantifier et comprendre les émissions et l'évolution des particules fines et les propriétés optiques de la fumée; et identifier comment les particules de panache de fumée affectent le comportement et la formation des nuages ​​de liquide et de glace.

La taille et la diversité de l'équipe reflètent l'étendue des questions scientifiques qu'elle explorera. L'expertise de Fischer est dans l'azote réactif et l'ozone, et son groupe dirigera la mesure de l'ammoniac atmosphérique. Shane Murphy de l'Université du Wyoming dirigera l'enquête sur les aérosols absorbants. Des experts de la CSU, dont Paul DeMott et Amy Sullivan, exploreront les particules de fumée et leurs effets sur les nuages.

La campagne WE-CAN va au-delà des autres expériences sur la qualité de l'air liées aux incendies de forêt menées dans le passé. Fischer explique que les campagnes de terrain atmosphériques précédentes ont recoupé la fumée des feux de forêt, mais n'ont pas été leur objectif principal.

"Ce que nous faisons dans WE-CAN est beaucoup plus systématique, " Fischer a dit. " Nous allons commencer aussi près que possible des feux, et suivre la fumée pendant 12 à 24 heures de vieillissement atmosphérique. C'est à ce moment-là qu'une grande partie de l'évolution chimique se produit. Nous avons très peu d'échantillons existants de cette évolution dans l'atmosphère."

L'avion de recherche C-130 appartient à la NSF et est entretenu et exploité par le Laboratoire d'observation de la Terre NCAR. Il fait sa maison à Broomfield, Colorado, à l'aéroport métropolitain de Rocky Mountain. Dans les semaines précédant les vols Boise, l'équipe scientifique s'est réunie dans le Colorado pour tester l'avion et l'instrumentation.

L'avion emportera près de 30 instruments scientifiques, avec de la place pour 18 scientifiques à voler. Beaucoup d'autres seront sur le terrain, aider à surveiller les incendies, fumée et météo pour guider l'avion vers les principales zones de collecte de données. Ils effectueront deux types de modèles de vol dans des vols de six heures, plusieurs fois sur six à huit semaines.

Une fois la campagne sur le terrain terminée, Fischer et d'autres collaborateurs donneront un cours d'observation d'aéronefs de deux semaines début septembre pour des étudiants de plusieurs universités, dont CSU, l'Université du Wyoming, Université d'État agricole et technique de Caroline du Nord, et l'Université du Montana. Les étudiants apprendront les tenants et aboutissants de la science de l'atmosphère à base d'avions, prendre leurs propres décisions sur l'endroit où piloter l'avion et quand.

A l'été 2019, une expérience connexe sera menée par des scientifiques de la NOAA et de la NASA, avec certains chevauchements ainsi que des objectifs scientifiques complémentaires avec WE-CAN. La campagne 2019 à bord de l'avion DC-8 de la NASA sera basée en Idaho et au Kansas, et échantillonnera la fumée nocturne, ainsi que les interactions urbaines-fumées.

Les vols de WE-CAN et de la NOAA de l'année prochaine viendront compléter les études révolutionnaires sur la fumée des feux de forêt entreprises dans le cadre de l'expérience Fire Influence on Regional and Global Environments. FIREX était une expérience de fumée de feu de forêt principalement en laboratoire, également dirigé par la NOAA, et ont impliqué des scientifiques de plusieurs institutions.