Rook van bosbranden zou kunnen bijdragen aan meer dan de helft van bepaalde zanderige luchtvervuilingsgebeurtenissen in de continentale VS tijdens de zomer, en maar liefst 20 procent van die evenementen het hele jaar door, volgens nieuw onderzoek aan de Universiteit van Alabama in Huntsville (UAH).

Dit onderzoek zou een stap kunnen zijn in de richting van het ontwikkelen van instrumenten om te waarschuwen voor mogelijke rookgerelateerde vervuilingsgebeurtenissen en een beter begrip van de mogelijke gezondheidseffecten van rook door geplande en gecontroleerde bosverbranding.

"Je zou zoiets als dit kunnen gebruiken als een manier om te bepalen of een bepaalde geplande verbranding een omslagpunt zal zijn bij het overschrijden van de vervuilingslimiet met de wind mee en of je die dag moet verbranden, " zegt Aaron Kaulfus, een afgestudeerde student in UAH's Department of Atmospheric Science.

Kaulfus en Dr. Udaysankar Nair, een universitair hoofddocent atmosferische wetenschap aan de UAH, gebruikte gegevens verzameld door een paar instrumenten op NOAA- en NASA-satellieten om zowel hotspots te volgen die duiden op bosbranden als de rookpluimen van die branden. Ze combineerden dat met gegevens van de Environmental Protection Agency (EPA) over oppervlaktelocaties waar luchtvervuiling de veilige limiet van deeltjes van maximaal 2,5 micron overschreed.

Deeltjes met een diameter kleiner dan 2,5 micron (minder dan een kwart van de breedte van een mensenhaar) zijn klein genoeg om in iemands longen te komen. In zwaar genoeg concentraties, ze kunnen schade veroorzaken. EPA schat dat het verbranden van biomassa bijdraagt ​​​​aan meer dan 25 procent van alle vervuiling door kleine deeltjes (door de EPA geïdentificeerd als PM2.5) in de VS.

Het UAH-team ontdekte dat tijdens de zomer - wanneer het niveau van rookdekking in de VS piekt - ongeveer 52 procent van alle PM2,5-luchtverontreinigingsgebeurtenissen in de continentale VS plaatsvindt wanneer rook van bosbranden aanwezig is.

Op landelijke vervuilingsmonitorlocaties in het noordwesten van de VS, meer dan 80 procent van de zomerdagen waarop rook aanwezig is, heeft ook een teveel aan PM2,5-deeltjes in de lucht.

Op jaarlijkse basis, "minimaal 20,1 procent van de totale dagelijkse overschrijdingen viel samen met herkenbare rookpluimen boven het hoofd, " zegt Kaulfus. "Gemiddeld de PM2,5-concentraties waren hoger op dagen dat er rook boven het gebied was."

Terwijl de effecten van rook van bosbranden en andere verbranding van biomassa op ozonniveaus (een andere verontreinigende stof) zijn bestudeerd, Dr. Nair zegt dat dit de eerste poging is om rook- en fijnstofvervuiling op landelijke basis met elkaar in verband te brengen.

"We hebben het landelijk aangepakt in plaats van station voor station, ' zegt Kaulfus.

Dit onderzoek, die werd ondersteund door de National Science Foundation en NASA, is geaccepteerd voor publicatie in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie .

Hoewel er tijdens de onderzoeksperiode rook boven het hoofd was in een van de vijf gebeurtenissen met deeltjesverontreiniging, Kaulfus zegt dat er geen duidelijke oorzaak-gevolg relatie is.

"Het was op zijn minst aannemelijk dat rook die oppervlakteverontreinigingen beïnvloedde, " zegt hij. "Maar een van de grootste problemen met het NOAA-rookproduct is dat er geen manier is om het verticale profiel te kennen van waar de rook zich bevindt, of het nu aan de oppervlakte is of in de diepe laag van de atmosfeer."

"Dit geeft ons echt de bovengrens van de effecten van bosbrandrook op deze vervuilingsgebeurtenissen, " voegt Dr. Nair toe.

Het gebied dat het meest werd getroffen door de rook van bosbranden was een grote wig in de centrale VS, van Canada tot Oost-Texas. Tijdens de studieperiode, van 2005 tot 2016, de NOAA- en NASA-satellietinstrumenten zagen meer dan 600 dagen met rookdekking over het grootste deel van North Dakota, Minnesota, en Iowa, evenals oostelijke delen van zowel Kansas als Nebraska, en de oostelijke helft van South Dakota.

Terwijl bosbranden - zowel wild als gepland - in de continentale VS rook veroorzaakten in een groot deel van de aangrenzende 48 staten, een aanzienlijk deel van de rook die werd geregistreerd over dat deel van de meest voorkomende rookdekking, was afkomstig van bosbranden in Canada, Alaska, en zelfs Siberië, zegt Kaulfus.

"We kunnen zien dat alle rook uit Canada naar beneden wordt geleid, helemaal naar beneden over de oostelijke steden, zich een paar honderd kilometer uitstrekkend over de Atlantische Oceaan en de Golfkust, " zegt dr. Nair.

Onder stabiele atmosferische omstandigheden, rookpluimen van smeulende branden kunnen worden beperkt tot een ondiepe atmosferische grenslaag nabij de grond, verbetering van de vervuiling door kleine deeltjes aan het oppervlak. In het geval van brandende branden met hoge energie, rook kan naar grotere hoogten worden geïnjecteerd.

Routineconvectieprocessen kunnen ook rook van beide soorten vuur door de diepe atmosfeer mengen, die rook duizenden kilometers van de bron kan transporteren en de luchtkwaliteit benedenwinds kan beïnvloeden.

Een gebied van de westelijke Golf van Mexico voor de kust van Texas en West-Louisiana had meer dan 350 dagen rookdekking tijdens de onderzoeksperiode, grotendeels veroorzaakt door bosbranden en verbranding van biomassa in Mexico en Midden-Amerika, zegt Nair.