"Chaud et sec" sont les mots d'ordre pour les grands incendies. En quelques secondes, une étincelle dans des conditions chaudes et sèches peut déclencher un enfer dévorant, végétation desséchée et presque tout le reste sur son passage. Alors que chaque feu a besoin d'une étincelle pour s'allumer et de combustible pour brûler, les conditions chaudes et sèches dans l'atmosphère jouent un rôle important dans la détermination de la probabilité d'un départ d'incendie, son intensité et la vitesse à laquelle elle se propage. Au cours des dernières décennies, alors que le monde se réchauffe de plus en plus, a donc son potentiel de brûler.

Depuis 1880, le monde s'est réchauffé de 1,9 degrés Fahrenheit, les cinq années les plus chaudes jamais enregistrées se sont produites au cours des cinq dernières années. Depuis les années 1980, la saison des feux de forêt s'est allongée sur un quart de la surface végétalisée du monde, et dans certains endroits comme la Californie, le feu est devenu presque un risque toute l'année. 2018 a été la pire saison d'incendies de forêt jamais enregistrée en Californie, dans la foulée d'une saison des incendies dévastatrice en 2017. En 2019, les incendies de forêt ont déjà brûlé 2,5 millions d'acres en Alaska au cours d'une saison des incendies extrême provoquée par des températures élevées, qui ont également conduit à des incendies massifs en Sibérie.

Qu'elles soient lancées naturellement ou par des personnes, incendies dans le monde entier et les émissions de fumée et les zones brûlées qui en résultent ont été observées par les satellites de la NASA depuis l'espace pendant deux décennies. Combiné avec les données collectées et analysées par les scientifiques et les gestionnaires forestiers sur le terrain, chercheurs de la NASA, d'autres agences et universités américaines commencent à mettre l'accent sur l'interaction entre les incendies, le climat et les humains.

"Notre capacité à suivre les incendies de manière concertée au cours des 20 dernières années avec des données satellitaires a capturé des tendances à grande échelle, comme l'augmentation de l'activité des incendies, compatible avec le réchauffement climatique dans des endroits comme l'ouest des États-Unis, Le Canada et d'autres parties des forêts de l'hémisphère nord où les combustibles sont abondants, " dit Doug Morton, chef du laboratoire des sciences biosphériques du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Là où le réchauffement et l'assèchement du climat ont augmenté le risque d'incendie, nous avons vu une augmentation de la combustion."

Un plus chaud, Monde plus sec

Les températures élevées et le faible taux d'humidité sont deux facteurs essentiels à l'augmentation du risque et de l'activité d'incendie, affectant le comportement du feu de son allumage à sa propagation. Avant même qu'un incendie ne commence, ils préparent le terrain, dit Jim Randerson, un scientifique du système Terre à l'Université de Californie, Irvine qui étudie les incendies à la fois sur le terrain et avec des données satellitaires.

Lui et ses collègues ont étudié l'abondance des éclairs au cours de la saison des incendies en Alaska en 2015, qui ont brûlé un record de 5,1 millions d'acres. La foudre est la principale cause naturelle des incendies. Les chercheurs ont découvert qu'un nombre inhabituellement élevé de coups de foudre s'est produit, générés par les températures plus chaudes qui font que l'atmosphère crée plus de systèmes convectifs - les orages - qui ont finalement contribué à une plus grande superficie brûlée cette année-là.

Des conditions plus chaudes et plus sèches ont également ouvert la voie à des incendies d'origine humaine. « Dans l'ouest des États-Unis, les gens allument accidentellement des incendies tout le temps, " a déclaré Randerson. " Mais quand nous avons une période de temps extrême, hautes températures, faible taux d'humidité, alors il est plus probable qu'une activité de plein air typique puisse conduire à un incendie accidentel qui devient rapidement incontrôlable et devient un grand incendie de forêt."

Par exemple, en 2018, des étincelles provenant du martèlement d'un pieu de béton dans le sol sous une chaleur de 100 degrés Fahrenheit et des étincelles provenant de la jante d'un pneu de voiture grattant l'asphalte après une crevaison ont été à l'origine des incendies destructeurs dévastateurs de Ranch et de Carr en Californie, respectivement. Ces étincelles ont rapidement enflammé la végétation qui s'est desséchée et rendue extrêmement inflammable par la même chaleur extrême et la faible humidité, dont la recherche montre également qu'il peut contribuer à la propagation rapide et incontrôlable d'un incendie, dit Randerson. Les mêmes conditions rendent les incendies agricoles plus susceptibles de devenir incontrôlables.

Un monde qui se réchauffe a également une autre conséquence qui peut contribuer à la persistance de conditions d'incendie sur plusieurs jours, ce qui n'aurait pas été le cas dans le passé :des températures nocturnes plus élevées.

"Une température nocturne plus élevée permet aux feux de brûler toute la nuit et de brûler plus intensément, et qui permet aux incendies de se propager sur plusieurs jours là où auparavant, des températures nocturnes plus fraîches pourraient avoir affaibli ou éteint le feu après seulement une journée, " dit Morton.

Systèmes climatiques au travail

Les conditions chaudes et sèches qui précèdent les incendies peuvent être tempérées par la pluie et l'humidité circulant dans l'atmosphère. Sur des échelles de temps allant du mois à l'année, des modèles climatiques plus larges déplacent l'humidité et la chaleur autour de la planète. La surveillance de ces systèmes avec des observations satellitaires permet aux chercheurs de commencer à développer des modèles informatiques pour prédire si une prochaine saison des incendies dans une région donnée sera légère, moyen ou extrême. Les plus importants de ces indicateurs sont les températures de surface de la mer dans l'océan Pacifique qui régissent l'oscillation australe El Niño (ENSO).

"ENSO est un moteur majeur de l'activité incendie sur plusieurs continents, " Randerson a dit, qui, avec Morton et d'autres chercheurs, ont étudié la relation entre les événements El Niño et les saisons des incendies en Amérique du Sud, Amérique centrale, parties de l'Amérique du Nord, Indonésie, Asie du Sud-Est et Asie équatoriale. "Les précipitations à la fois avant la saison des incendies et pendant la saison des incendies peuvent être prédites à l'aide des températures de surface de la mer mesurées par les satellites de la NASA et de la NOAA."

Un projet en cours, dit Randerson, est maintenant d'étendre cette capacité de prévision à l'échelle mondiale aux régions qui sont affectées par d'autres changements et indicateurs de température océan-climat.

Le facteur humain

En étudiant les tendances à long terme des incendies, la gestion humaine des terres est aussi importante à considérer que tout autre facteur. Globalement, quelque part sur Terre est toujours en feu - et la plupart de ces incendies sont allumés par des personnes, soit accidentellement en pleine nature, ou exprès, par exemple, défricher les terres ou brûler les champs agricoles après la récolte pour éliminer les résidus de récolte.

Mais tous les incendies ne se comportent pas de la même manière. Leur comportement dépend du type de carburant et de la façon dont les gens modifient le paysage. Alors que l'activité des incendies s'est aggravée dans les forêts de latitude nord, les recherches menées par Randerson et Morton ont montré que malgré des conditions climatiques favorables aux incendies, le nombre d'incendies dans les écosystèmes de prairies et de savanes dans le monde est en baisse, contribuant à un déclin global de la superficie brûlée dans le monde. Le déclin est dû à une présence humaine accrue créant de nouvelles terres cultivées et de nouvelles routes qui servent de coupe-feu et motivent la population locale à lutter contre ces petits incendies, dit Morton.

"L'homme et le climat ensemble sont vraiment les deux facteurs qui façonnent les incendies dans le monde. Ce n'est pas l'un ou l'autre, " a déclaré Randerson.

Retours d'incendie

Les incendies ont en retour un impact sur les humains et le climat. Pour les personnes, au-delà de la perte immédiate de la vie et des biens, la fumée est un grave danger pour la santé lorsque de petites particules de suie pénètrent dans les poumons, L'exposition à long terme a été associée à des taux plus élevés de problèmes respiratoires et cardiaques. Les panaches de fumée peuvent parcourir des milliers de kilomètres et affecter la qualité de l'air pour les personnes situées loin sous le vent de l'incendie d'origine. Les incendies constituent également une menace pour la qualité de l'eau locale, et la perte de végétation peut entraîner une érosion et des coulées de boue par la suite, qui ont été particulièrement mauvais en Californie, dit Randerson.

Pour le climat, les incendies peuvent augmenter directement et indirectement les émissions de carbone dans l'atmosphère. Pendant qu'ils brûlent, les incendies libèrent du carbone stocké dans les arbres ou dans le sol. Dans certains endroits comme la Californie ou l'Alaska, du carbone supplémentaire peut être libéré à mesure que les arbres morts se décomposent, un processus qui peut prendre des décennies car les arbres morts se dresseront comme des fantômes dans la forêt, se dégradant lentement, dit Morton. En plus de libérer du carbone lors de leur décomposition, les arbres morts n'agissent plus comme un puits de carbone en retirant le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Dans certaines régions comme l'Indonésie, Randerson et ses collègues ont découvert que l'âge radiocarbone des émissions de carbone provenant des feux de tourbe est d'environ 800 ans, qui est ensuite ajouté aux gaz à effet de serre dans cette atmosphère qui entraînent le réchauffement climatique. Dans les écosystèmes de la forêt arctique et boréale, les incendies brûlent le carbone organique stocké dans les sols et accélèrent la fonte du pergélisol, qui libèrent du méthane, un autre gaz à effet de serre, une fois décongelé.

Un autre domaine de recherche active est l'effet mixte des particules, ou aérosols, dans l'atmosphère dans les climats régionaux en raison des incendies, dit Randerson. Les aérosols peuvent être sombres comme de la suie, souvent appelé noir de carbone, absorber la chaleur du soleil dans l'air, et lors de l'atterrissage et de l'obscurcissement de la neige au sol, accélérer sa fonte, ce qui affecte à la fois les températures locales - les augmentant car la neige réfléchit la lumière du soleil - et le cycle de l'eau. Mais d'autres particules d'aérosol peuvent être de couleur claire, réfléchissant la lumière du soleil et ayant potentiellement un effet de refroidissement pendant qu'ils restent dans l'atmosphère. Qu'il soit sombre ou clair, selon Randerson, les aérosols des incendies peuvent également avoir un effet sur les nuages, ce qui rend plus difficile la formation de gouttelettes d'eau sous les tropiques, et ainsi réduire les précipitations et augmenter le séchage.

Les incendies de toutes sortes remodèlent le paysage et l'atmosphère d'une manière qui peut résonner pendant des décennies. Comprendre leurs effets immédiats et à long terme nécessite des ensembles de données mondiales à long terme qui suivent les incendies de leur détection à la cartographie de l'échelle de leur zone brûlée, pour tracer la fumée dans l'atmosphère et surveiller les changements dans les régimes de précipitations.

"Alors que le climat se réchauffe, nous avons une fréquence croissante d'événements extrêmes. Il est essentiel de surveiller et de comprendre les incendies extrêmes à l'aide de données satellitaires afin de disposer des outils nécessaires pour les gérer avec succès dans un monde plus chaud, " a déclaré Randerson.