Quest'estate, un aereo cargo quadrimotore carico sia di scienziati che di apparecchiature sofisticate volerà dritto nel fumo nebbioso degli incendi occidentali.

I voli comprenderanno il più grande, tentativo più completo fino ad oggi di misurare e analizzare il fumo degli incendi che ricopre vaste aree degli Stati Uniti ogni anno.

Per tutta la fine di luglio e agosto, una multiagenzia, team multidisciplinare guidato da scienziati della Colorado State University si recherà a Boise, Idaho, per condurre da 15 a 20 voli di osservazione del fumo. Il progetto si chiama Western Wildfire Experiment for Cloud Chemistry, Assorbimento di aerosol e azoto, o NOI-POSSIAMO, ed è principalmente sostenuto dalla National Science Foundation.

"Questa è una campagna impegnativa sul campo, " ha detto il capo scienziato Emily Fischer, Professore assistente CSU di scienze atmosferiche. "Non è come misurare il pennacchio da, dire, una centrale elettrica. Non sappiamo esattamente dove saranno gli incendi, ma sappiamo che praticamente ogni anno, c'è un incendio a macchia d'olio a due ore di volo da Boise durante il mese di agosto."

Il progetto riunisce scienziati di cinque università e il Centro nazionale per la ricerca atmosferica finanziato dall'NSF, con il sostegno parziale della National Oceanic and Atmospheric Administration e della NASA. L'obiettivo è un completo, comprensione sistematica della chimica del fumo degli incendi.

I ricercatori risponderanno a domande come:di cosa è fatto il fumo? Come cambia nel tempo, e come viaggia? In che modo influisce sulle nuvole? In che modo il tipo e la crescita della foresta influenzano la composizione del fumo prodotto? In che modo la chimica del fumo dei fuochi a combustione calda è paragonabile a quella a temperatura più bassa, fuochi ardenti?

Rispondere a queste e ad altre domande ha importanti conseguenze per gli studi a valle sulla qualità dell'aria, Salute, cicli dei nutrienti, Tempo e clima. I ricercatori WE-CAN sperano di contribuire alla scienza in tutte queste aree con i dati che raccoglieranno quest'estate.

"Stiamo seguendo il trasporto e la trasformazione del pennacchio di gas e aerosol emessi dagli incendi per capire i cambiamenti chimici che subiscono nel tempo, come possono variare le loro proprietà, e quali sono i loro impatti sulla salute umana e sull'ambiente, " ha detto Sylvia Edgerton, direttore del programma nella divisione NSF di scienze atmosferiche e geospaziali, che finanzia WE-CAN.

Il team di ricerca si concentra su tre serie di domande scientifiche relative al fumo degli incendi boschivi:aumentare la comprensione della quantità e dei tipi di azoto reattivo nei pennacchi di fumo; quantificare e comprendere le emissioni e l'evoluzione del particolato fine e le proprietà ottiche del fumo; e identificare come le particelle dei pennacchi di fumo influenzano il comportamento e la formazione di nuvole liquide e di ghiaccio.

Le dimensioni e la diversità del team riflettono la portata delle questioni scientifiche che esploreranno. L'esperienza di Fischer è in azoto reattivo e ozono, e il suo gruppo guiderà la misurazione dell'ammoniaca atmosferica. Shane Murphy dell'Università del Wyoming dirigerà le indagini sull'assorbimento degli aerosol. Gli esperti della CSU, tra cui Paul DeMott e Amy Sullivan, esploreranno le particelle di fumo e i loro effetti sulle nuvole.

La campagna WE-CAN va al di là di altri esperimenti sulla qualità dell'aria relativi agli incendi condotti in passato. Fischer spiega che le precedenti campagne sul campo atmosferico hanno intersecato il fumo degli incendi, ma non sono stati il ​​loro obiettivo principale.

"Quello che stiamo facendo in WE-CAN è molto più sistematico, " ha detto Fischer. "Cominceremo il più vicino possibile agli incendi, e traccia il fumo per 12-24 ore di invecchiamento atmosferico. È allora che avviene gran parte dell'evoluzione chimica. Abbiamo pochissimi campioni esistenti di questa evoluzione nell'atmosfera".

Il velivolo da ricerca C-130 è di proprietà della NSF e mantenuto e gestito dal Laboratorio di osservazione della Terra NCAR. Fa la sua casa a Broomfield, Colorado, all'aeroporto metropolitano di Rocky Mountain. Nelle settimane che precedono i voli per Boise, il team scientifico si è riunito in Colorado per testare l'aereo e la strumentazione.

L'aereo trasporterà circa 30 strumenti scientifici, con spazio per il volo di 18 scienziati. Molti altri saranno a terra, aiutando a monitorare gli incendi, fumo e tempo per guidare l'aereo verso le zone di raccolta dati privilegiate. Condurranno due tipi di schemi di volo entro sei ore di volo, più volte in sei-otto settimane.

Al termine della campagna sul campo, Fischer e altri collaboratori insegneranno una lezione di due settimane sull'osservazione dei velivoli all'inizio di settembre per studenti di diverse università tra cui CSU, l'Università del Wyoming, Università statale agraria e tecnica della Carolina del Nord, e l'Università del Montana. Gli studenti apprenderanno i dettagli della scienza dell'atmosfera basata sugli aerei, prendere le proprie decisioni su dove far volare l'aereo e quando.

Nell'estate 2019, un esperimento correlato sarà condotto da scienziati della NOAA e della NASA, con alcuni obiettivi scientifici sovrapposti e complementari con WE-CAN. La campagna 2019 a bordo del velivolo DC-8 della NASA avrà sede in Idaho e Kansas, e proverò il fumo notturno, così come le interazioni urbane-fumo.

Sia WE-CAN che i voli NOAA del prossimo anno completeranno ulteriormente gli studi innovativi sul fumo degli incendi intrapresi nell'esperimento Fire Influence on Regional and Global Environments. FIREX è stato principalmente un esperimento sul fumo di incendi boschivi basato su laboratorio, guidato anche da NOAA, e ha coinvolto scienziati di diverse istituzioni.