Il fumo degli incendi boschivi potrebbe contribuire a più della metà di alcuni gravi eventi di inquinamento atmosferico negli Stati Uniti continentali durante l'estate, e fino al 20 percento di quegli eventi durante tutto l'anno, secondo una nuova ricerca presso l'Università dell'Alabama a Huntsville (UAH).

Questa ricerca potrebbe essere un passo avanti verso lo sviluppo di strumenti per avvertire di possibili eventi di inquinamento legati al fumo e una migliore comprensione dei potenziali effetti sulla salute del fumo derivante dall'incendio pianificato e controllato delle foreste.

"Potresti usare qualcosa del genere come un modo per determinare se una particolare combustione pianificata sarà un punto di svolta per superare il limite di inquinamento sottovento e se dovresti bruciare quel giorno, "dice Aaron Kaulfus, uno studente laureato presso il Dipartimento di Scienze dell'atmosfera dell'UAH.

Kaulfus e il dottor Udaysankar Nair, un professore associato di scienze atmosferiche presso l'UAH, ha utilizzato i dati raccolti da una coppia di strumenti sui satelliti NOAA e NASA per tracciare sia i punti caldi che indicano gli incendi boschivi sia i pennacchi di fumo di quegli incendi. Hanno combinato ciò con i dati dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA) sui siti di superficie in cui l'inquinamento atmosferico ha superato il limite di sicurezza di particelle di dimensioni non superiori a 2,5 micron.

Le particelle di diametro inferiore a 2,5 micron (meno di un quarto della larghezza di un capello umano) sono abbastanza piccole da entrare nei polmoni di una persona. In concentrazioni sufficientemente elevate, possono causare danni. L'EPA stima che la combustione della biomassa contribuisca per oltre il 25% a tutto l'inquinamento da piccole particelle (identificato dall'EPA come PM2,5) negli Stati Uniti.

Il team dell'UAH ha scoperto che durante l'estate, quando il livello di copertura del fumo negli Stati Uniti raggiunge il picco, circa il 52% di tutti gli eventi di inquinamento atmosferico da PM2,5 negli Stati Uniti continentali si verifica quando è presente il fumo degli incendi boschivi.

Nei siti di monitoraggio dell'inquinamento rurale negli Stati Uniti nordoccidentali, più dell'80% delle giornate estive in cui è presente il fumo presenta anche particelle di PM2,5 in eccesso nell'aria.

Su base annuale, "almeno il 20,1 per cento dei superamenti giornalieri totali ha coinciso con pennacchi di fumo identificabili sopra la testa, " dice Kaulfus. "In media, le concentrazioni di PM2,5 erano più alte per i giorni in cui il fumo era presente nell'area".

Mentre sono stati studiati gli effetti del fumo degli incendi boschivi e di altre biomasse bruciate sui livelli di ozono (un altro inquinante), Il Dr. Nair afferma che questo è il primo tentativo di collegare il fumo e l'inquinamento da particolato su base nazionale.

"Abbiamo adottato un approccio nazionale piuttosto che un approccio stazione per stazione, "dice Kaulfo.

Questa ricerca, che è stato sostenuto dalla National Science Foundation e dalla NASA, è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali .

Mentre c'era fumo in uno dei cinque eventi di inquinamento da particolato durante il periodo di studio, Kaulfus dice che non c'è una chiara relazione causa-effetto.

"Era almeno plausibile che il fumo stesse influenzando quei contaminanti di superficie, " dice. "Ma uno dei maggiori problemi con il prodotto del fumo NOAA è che non c'è modo di conoscere il profilo verticale di dove si trova il fumo, sia che si trovi in ​​superficie o nello strato profondo dell'atmosfera".

"Ciò che fa veramente è darci il limite superiore degli effetti del fumo degli incendi boschivi su questi eventi di inquinamento, " aggiunge il dottor Nair.

L'area più colpita dal fumo degli incendi boschivi era un grande cuneo negli Stati Uniti centrali, dal Canada al Texas orientale. Durante il periodo di studio, dal 2005 al 2016, gli strumenti satellitari NOAA e NASA hanno visto più di 600 giorni con copertura di fumo sulla maggior parte del Nord Dakota, Minnesota, e Iowa, così come le parti orientali del Kansas e del Nebraska, e la metà orientale del South Dakota.

Mentre gli incendi boschivi, sia selvaggi che pianificati, negli Stati Uniti continentali hanno contribuito al fumo su gran parte dei 48 stati contigui, una frazione significativa del fumo registrato su quel cuneo di copertura di fumo più frequente proveniva da incendi boschivi in ​​Canada, Alaska, e anche la Siberia, dice Kaulfus.

"Possiamo vedere tutto il fumo che viene convogliato dal Canada, fino in fondo alle città orientali, estendendosi per un paio di centinaia di chilometri sull'Atlantico e sulla costa del Golfo, " dice il dottor Nair.

In condizioni atmosferiche stabili, i pennacchi di fumo degli incendi senza fiamma possono essere confinati in uno strato limite atmosferico poco profondo vicino al suolo, migliorare l'inquinamento da piccole particelle in superficie. In caso di incendi ad alta energia, il fumo può essere iniettato ad altitudini più elevate.

I processi di convezione di routine possono anche mescolare il fumo di entrambi i tipi di fuoco in tutta l'atmosfera profonda, che può trasportare il fumo a migliaia di chilometri dalla sua fonte e avere un impatto sulla qualità dell'aria sottovento.

Un'area del Golfo del Messico occidentale al largo della costa del Texas e della Louisiana occidentale ha avuto più di 350 giorni di fumo durante il periodo di studio, in gran parte causati dagli incendi boschivi e dalla combustione di biomassa in Messico e in America Centrale, Nair dice.