Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans la revue Science of the Total Environment. .

"Les analyses statistiques suggèrent que des situations comme les incendies de forêt de l'année dernière au Canada, où la fumée parcourt de longues distances pour affecter l'est des États-Unis, pourraient devenir la norme", a déclaré l'auteur principal Manzhu Yu, professeur adjoint de géographie à Penn State.

"Notre recherche peut aider les responsables de la santé publique des zones urbaines et rurales à planifier des interventions ciblées pour les communautés les plus exposées à un risque élevé de pollution atmosphérique nocive lors des incendies de forêt."

Les chercheurs se sont concentrés sur les périodes comprises entre le 6 et le 8 juin et du 28 au 30 juin 2023, lorsque les conditions météorologiques et une tempête côtière ont poussé de grandes quantités de fumée du Canada vers le nord-est des États-Unis. Ils ont utilisé des données provenant de capteurs au sol et une forme d'intelligence artificielle appelée apprentissage profond pour améliorer un modèle de prévision météorologique du Centre national de recherche atmosphérique.

Le modèle – le modèle de recherche et de prévision météorologiques avec chimie, ou WRF-Chem – fournit des données horaires sur les concentrations en surface de particules fines (PM 2,5). Présentes dans la fumée des incendies de forêt et d'autres formes de pollution atmosphérique, ces minuscules particules peuvent atteindre les poumons et causer des problèmes de santé.

Les scientifiques ont également étudié les données de mobilité anonymisées provenant d'appareils tels que les smartphones pour voir comment les gens modifiaient leurs activités de déplacement pendant les événements de fumée. De plus, ils ont mené une évaluation de la justice environnementale en utilisant les données de l'Agence américaine de protection de l'environnement pour voir si certains facteurs environnementaux et démographiques étaient corrélés à une vulnérabilité accrue aux effets négatifs sur la santé liés à la fumée des incendies de forêt.

Ces facteurs comprenaient des variables telles que le pourcentage de la population ayant moins qu'un diplôme d'études secondaires, le statut de minorité, les taux d'hospitalisation pour crise cardiaque et asthme, ainsi que les charges de pollution existantes provenant de sources telles que le trafic intense et les centrales électriques. Ils ont étudié ces facteurs au niveau des comtés, de la Pennsylvanie et du New Jersey jusqu'au Maine, pour voir si certaines communautés partageaient une plus grande part du fardeau de la pollution que d'autres.

L'équipe a constaté que le modèle de prévision affiné estimait mieux l'ampleur et le moment des pics de PM 2,5, mesurés en microgrammes par mètre cube d'air (µg/m ³ ), dans la zone d'étude, que le modèle de prévision actuel.

En regardant comment les données prédites correspondent aux données observées, avec 0 µg/m ³ de PM 2,5, ce qui signifie que le modèle correspond exactement aux observations au sol, le modèle de prévision actuel a obtenu un score de -6,872 µg/m ³ , marquant une large sous-estimation des niveaux de particules. Le modèle affiné a obtenu un score de 0,160 µg/m ³ . , marquant une légère surestimation des niveaux de particules qui se rapprochent beaucoup plus de ceux mesurés par les capteurs au sol.

En outre, les chercheurs ont découvert que les communautés urbaines et rurales déjà affectées par la pollution environnementale existante sont confrontées à des niveaux de pollution atmosphérique plus élevés lors d'événements de fumée inattendus que d'autres zones.

"La bonne nouvelle, selon nos découvertes, est que lorsque les gens entendent parler de fumée d'incendie de forêt, ils ont tendance à réduire leur mobilité", a déclaré Yu.

"Mais nous avons constaté que lors de ces événements de fumée, la ville de New York, Philadelphie et les comtés environnants présentaient encore des activités de mobilité élevée. Nous devons probablement penser à des interventions ciblées dans les zones urbaines, car avec autant de personnes vivant dans la région, les taux d'exposition à un air malsain sont très élevés."

Les communautés rurales confrontées à la pollution provenant des centrales électriques et des mines peuvent également avoir des besoins particuliers, a-t-elle déclaré. Par exemple, a-t-elle expliqué, le comté de Bennington, dans le Vermont, présente peu de facteurs démographiques qui le rendraient plus vulnérable à la pollution environnementale.

Cependant, elle abrite de nombreuses mines, un trafic intense, des sites de stockage de déchets dangereux et bien plus encore, qui contribuent tous à des scores de pollution environnementale plus élevés. Ces facteurs ont amplifié les niveaux de pollution de l'air pendant les journées enfumées.

« Les interventions de santé publique sont généralement basées sur les concentrations de population, qui sont naturellement plus élevées dans les zones urbaines », a expliqué M. Yu. "Connaître les vulnérabilités existantes dans les zones rurales peut aider les autorités à mieux desservir ces zones et à protéger la santé publique."

En attendant, les individus peuvent prendre des mesures dès maintenant pour protéger leur santé pendant la prochaine saison des incendies de forêt.

"Je suggérerais aux individus d'avoir un filtre à air et un moniteur de pollution de l'air intérieur chez eux", a déclaré Yu. "Ils peuvent également améliorer l'isolation autour de leurs fenêtres et de leurs portes si les niveaux de fumée sont très élevés. Je recommanderais de travailler à domicile si possible ou de vous procurer un masque de haute qualité si vous devez voyager à l'extérieur.

"Et je pense qu'en Pennsylvanie, nous devons parler de normes pour les organisations sur la façon dont nous réagissons aux jours de fumée, qu'il s'agisse de travailler à domicile, de prendre un jour de congé ou de licencier plus tôt. Nous ne sommes pas habitués à fumer des événements et nous en avons besoin. sorte de politique ou de norme pour protéger la santé publique. "

Outre Yu, les contributeurs à cette recherche de Penn State comprennent Zhenlong Li, professeur agrégé de géographie, et les doctorants Shiyan Zhang et Huan Ning; et Kai Zhang, professeur agrégé Empire Innovation à l'École de santé publique de l'Université d'Albany.