Dans les études de laboratoire sur les incendies de forêt, l'acide nitreux semble être un acteur mineur, souvent sous-représenté dans les modèles atmosphériques. Mais dans l'atmosphère du monde réel, lors d'incendies de forêt, le produit chimique joue un rôle de premier plan, atteignant des niveaux nettement supérieurs aux attentes des scientifiques, conduire à une augmentation de la pollution à l'ozone et nuire à la qualité de l'air, selon une nouvelle étude menée par l'Université du Colorado Boulder et l'Institut belge d'aéronomie spatiale.

"Nous avons constaté que les niveaux d'acide nitreux dans les panaches d'incendies de forêt dans le monde sont deux à quatre fois plus élevés que prévu, " dit Rainer Volkamer, Boursier CIRES, professeur de chimie à CU Boulder et co-auteur principal sur le Géosciences de la nature étudier. "Le produit chimique peut finalement entraîner la formation d'une pollution à l'ozone nuisible aux poumons et aux cultures sous le vent des incendies."

L'acide nitreux dans la fumée des feux de forêt accélère la formation d'un oxydant, le radical hydroxyle ou OH. De façon inattendue, l'acide nitreux était responsable d'environ 60 pour cent de la production d'OH dans les panaches de fumée dans le monde, l'équipe a estimé qu'il s'agit de loin du principal précurseur d'OH dans les panaches de feu frais. Le radical hydroxyle, alors, peut dégrader les gaz à effet de serre, et il peut également accélérer la production chimique de la pollution par l'ozone, jusqu'à 7 parties par milliard à certains endroits. C'est suffisant pour pousser les niveaux d'ozone au-dessus des niveaux réglementés (par exemple, 70 ppb aux États-Unis).

"La taille du feu et les conditions de combustion dans le monde réel montrent un acide nitreux plus élevé que ce qui peut actuellement être expliqué sur la base des données de laboratoire, et cet acide nitreux ajouté entraîne une chimie plus rapide pour former de l'ozone, oxydants et modifie les aérosols dans la fumée des feux de forêt, " a déclaré Volkamer.

Acide nitreux, bien qu'abondant après un incendie de forêt, se dégrade rapidement au soleil, et est donc extrêmement difficile à étudier globalement. L'équipe de CU Boulder a donc travaillé avec des collègues européens pour combiner deux ensembles de données :1) les mesures globales d'un instrument satellite TROPOMI ont observé de l'acide nitreux dans les panaches d'incendies de forêt à travers le monde, et 2) des instruments personnalisés pilotés à bord d'avions lors d'une étude sur les incendies de forêt en 2018 dans le nord-ouest du Pacifique pendant la campagne BB-FLUX. Remarquablement, l'équipe a pu comparer des mesures quasi simultanées effectuées en quelques minutes par le satellite regardant un panache, et l'instrument embarqué regardant dans le même panache d'en bas.

«                                                                                               «            , " a déclaré Volkamer. " Des mesures simultanées menées à différentes échelles temporelles et spatiales nous ont aidés à comprendre et à utiliser quelles sont les premières mesures globales d'acide nitreux par nos collègues belges. " Avec la nouvelle comparaison en main, Volkamer et ses collègues, dont Nicolas Theys, l'auteur principal de l'étude, BIRA, pourrait ensuite examiner les données satellitaires d'un grand nombre d'incendies de forêt dans tous les principaux écosystèmes de la planète pour évaluer les émissions d'acide nitreux.

Le produit chimique est systématiquement plus élevé que prévu partout, mais les niveaux diffèrent selon le paysage. "Les émissions d'acide nitreux par rapport aux autres gaz impliqués dans la formation d'ozone varient selon l'écosystème, avec le plus faible dans les savanes et les prairies et le plus élevé dans les forêts sempervirentes extratropicales, " a déclaré Kyle Zarzana, chercheur postdoctoral en chimie à CU Boulder qui a dirigé le déploiement des instruments pour les mesures de l'avion, et co-auteur sur le nouveau papier.

« La fumée des feux de forêt contient de nombreux gaz traces et aérosols qui nuisent à la visibilité et à la santé publique sur de grandes distances, comme nous l'avons récemment vu des incendies qui font rage dans l'ouest des États-Unis et qui affectent la qualité de l'air sur la côte est, " a déclaré Volkamer. "Nos résultats révèlent un ingrédient chimiquement très actif de cette fumée, et nous aide à mieux suivre car la photochimie modifie rapidement les émissions sous le vent."