A fumaça do Wildfire muda drasticamente à medida que envelhece, e isso é importante para a qualidade do ar a favor do vento

A fumaça do Wildfire muda drasticamente à medida que envelhece, e isso é importante para a qualidade do ar a favor do vento
Amostrar a fumaça do incêndio às vezes significa colocar um tubo para fora da janela de um avião.
Brett Palm / University of Washington, CC BY-ND

O ano de 2020 será lembrado por muitos motivos, incluindo seu incêndios florestais recordes que transformou os céus de São Francisco e tom apocalíptico de vermelho e cobriu grande parte do Oeste em fumaça por semanas a fio.

Experiente na Califórnia cinco de seus seis maiores incêndios registrado em 2020, incluindo o primeiro moderno “gigafogo, ”Um incêndio que queimou mais de 1 milhão de acres. Colorado viu seu três maiores incêndios no registro.

Embora a fumaça possa causar belos pores-do-sol, também pode ter consequências terríveis para a saúde humana.

eu sou um químico atmosférico, e a atmosfera é meu laboratório. Quando olho para o céu, vejo uma mistura de muitos milhares de compostos químicos diferentes interagindo uns com os outros e com a luz do sol.

As reações e transformações na atmosfera fazem com que a fumaça do incêndio mude drasticamente à medida que viaja a favor do vento, e estudos têm mostrado que ela pode crescer mais tóxico à medida que envelhece. A fim de prever com precisão os efeitos das emissões de incêndios florestais nas populações a favor do vento e emitir avisos de qualidade do ar mais direcionados à medida que as temporadas de incêndios florestais pioram, temos que entender quais produtos químicos estão sendo emitidos e como a fumaça muda com o tempo.

Para descobrir isso, meus colegas e eu voamos com aviões contra as nuvens de fumaça de alguns dos grandes incêndios florestais do Ocidente.

Como estudamos incêndios florestais

Grandes incêndios florestais e a forma como o vento transporta sua fumaça não podem ser facilmente reproduzidos em um laboratório. Isso os torna difíceis de estudar. Uma das melhores maneiras de aprender sobre a química real da fumaça de um incêndio florestal é prová-la diretamente na atmosfera.

In 2018 e 2019, meus colegas e eu cruzamos o céu sobre incêndios florestais ativos em aviões especializados carregados com instrumentos científicos. Cada instrumento é projetado para amostrar uma parte diferente da fumaça, muitas vezes literalmente enfiando um tubo para fora da janela.

Nenhum instrumento pode medir todas essas moléculas de uma vez. Na verdade, alguns compostos específicos são um desafio para medir. Muitos cientistas, incluindo eu, dedicam suas carreiras a projetar e construir novos instrumentos para melhorar nossas medições e continuar a avançar em nossa compreensão da atmosfera e como ela nos afeta.

Em pesquisas publicadas recentemente sobre os incêndios florestais de 2018, meus colegas e eu mostramos como as partículas de fumaça mudavam rapidamente conforme eram carregadas na direção do vento.

Algumas das partículas estavam evaporando em gases, semelhante a uma poça de chuva evaporando em vapor d'água quando o Sol sai. Ao mesmo tempo, alguns dos gases da fumaça passavam por reações para formar novas partículas, semelhantes à condensação do vapor d'água para formar uma nuvem ou gotículas de orvalho. Enquanto isso, reações químicas estavam ocorrendo, mudando as próprias moléculas.

Como essas moléculas reagiram com a luz do sol e outros gases na atmosfera, a fumaça foi fundamentalmente transformada. Isso é o que queremos dizer quando os cientistas falam sobre o "envelhecimento" ou "envelhecer" da fumaça com o tempo. Outra pesquisa recente começou a mostrar como a fumaça do incêndio pode se tornar mais tóxico à medida que envelhece.

O que todas essas mudanças significam para a saúde?

Os danos à saúde causados ​​pela fumaça são em grande parte resultado da quantidade de PM2.5 que ela contém. Essas são partículas minúsculas, uma fração da largura de um fio de cabelo humano, que podem ser respiradas profundamente nos pulmões, onde podem irritar o trato respiratório. Mesmo a exposição de curto prazo pode agravar problemas cardíacos e pulmonares.

As partículas de PM2.5 são minúsculas, com menos de 2.5 mícrons de diâmetro.
As partículas de PM2.5 são minúsculas, com menos de 2.5 mícrons de diâmetro.
Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos

As reações químicas controlam a quantidade de PM2.5 existente na fumaça do incêndio florestal à medida que é transportado para longe dos incêndios e para os centros populacionais. Usando as medições de nossas aeronaves para compreender esses processos, nós, químicos, podemos prever melhor quanto PM2.5 estará presente na fumaça envelhecida.

Combinado com a previsão meteorológica que prevê para onde a fumaça irá, isso pode levar a melhores modelos de qualidade do ar que podem dizer às pessoas a favor do vento se elas serão expostas a ar não saudável.

Melhor previsão da qualidade do ar

Com os incêndios florestais cada vez mais nos noticiários, mais pessoas se tornaram cientes de sua própria qualidade do ar. Recursos como AirNow da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos fornece dados atuais e previstos sobre a qualidade do ar, juntamente com explicações sobre os riscos à saúde. Muitas vezes, as informações locais também estão disponíveis em agências estaduais ou regionais.

A fumaça dos incêndios florestais tornou o céu laranja do meio-dia em San Francisco em 9 de setembro de 2020.
A fumaça dos incêndios florestais tornou o céu laranja do meio-dia em San Francisco em 9 de setembro de 2020.
Imagem AP / Tony Avelar

As medições e previsões da qualidade do ar podem ajudar as pessoas evite situações insalubres, especialmente grupos sensíveis, como pessoas com asma. Durante os períodos previstos de qualidade do ar insalubre, os governos locais ou estaduais podem usar as previsões para reduzir outras fontes de poluição, como desencorajar a queima de madeira residencial ou atividades industriais de alta emissão.

Olhando para o futuro, a fumaça dos incêndios florestais provavelmente se espalhará por todo o Ocidente a cada ano por vários motivos. Temperaturas crescentes estão deixando a paisagem mais seca e inflamável. Ao mesmo tempo, mais pessoas estão construindo casas no interface urbano-selvagem, criando mais oportunidades para o início de incêndios.

Uma grande comunidade de cientistas, incluindo eu, está trabalhando para entender melhor as emissões de incêndios florestais e como elas mudam à medida que atingem comunidades a favor do vento. Esse conhecimento melhorará as previsões para a qualidade do ar e os impactos da fumaça de incêndios florestais na saúde, para que as pessoas possam aprender a se adaptar e evitar as piores consequências para a saúde.

Sobre o autorA Conversação

Brett B. Palm, pesquisador de pós-doutorado em química atmosférica, Universidade de Washington

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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