L'ouest des États-Unis a subi une forte augmentation de deux types de polluants liés à la fumée des feux de forêt depuis le début du siècle, selon une nouvelle analyse.
Les scientifiques ont examiné les enregistrements de particules fines et d'ozone de 2000 à 2020 et ont découvert que les événements au cours desquels des personnes étaient simultanément exposées à des concentrations extrêmes des deux polluants sont devenus plus fréquents, couvrent de plus grandes surfaces et durent plus longtemps. De plus, les chercheurs ont trouvé un lien entre les jours au cours desquels des niveaux élevés d'ozone et de particules fines se sont produits simultanément et les zones brûlées par les incendies de forêt. Ils estiment que l'étendue maximale des terres soumises à ces conditions atmosphériques nocives un jour donné a plus que doublé au cours des deux dernières décennies.
"Nous nous attendons à ce que ces tendances se poursuivent compte tenu du changement climatique, donc le mieux que nous puissions faire à ce stade est d'accroître la sensibilisation et de prendre des mesures pour nous protéger de l'aggravation de la pollution de l'air", déclare Dmitri Kalachnikov, doctorant en sciences de l'environnement à l'État de Washington. Université Vancouver. Lui et ses collègues ont rapporté les découvertes le 5 janvier dans Science Advances .
Les incendies de forêt émettent un mélange de composés dangereux qui contribuent aux maladies cardiovasculaires et respiratoires lorsque les gens les respirent, y compris les particules fines ou « PM2,5 ». Ces minuscules particules en suspension dans l'air mesurent moins de 2,5 micromètres, soit une petite fraction de la largeur d'un cheveu humain. Les incendies de forêt libèrent également de l'ozone, dit Kalachnikov, ainsi que des composés qui réagissent avec d'autres polluants pour produire de l'ozone. Des études indiquent que l'ozone et les particules fines sont nocifs de manière disproportionnée lorsque les gens sont exposés aux deux polluants en même temps, ajoute-t-il.
Dans le passé, les niveaux de particules fines dans les États de l'Ouest avaient tendance à culminer en hiver. "Vous avez ces schémas d'air stagnants, et l'air est emprisonné dans les vallées et reste là pendant des jours, ce qui crée de la pollution atmosphérique", explique Kalachnikov. "Mais les incendies de forêt ont changé cette équation."
Le changement climatique aggrave l'activité des feux de forêt en été. Pendant ce temps, les conditions chaudes et ensoleillées qui persistent pendant la saison des incendies alimentent également les réactions chimiques qui augmentent l'ozone. "Auparavant, l'ozone était élevé en été et les PM2,5 étaient élevés en hiver", explique Kalachnikov. "Il est maintenant passé à l'endroit où les deux sont élevés pendant l'été grâce à la fumée des feux de forêt."
Pour étudier ces tendances, lui et ses collègues ont examiné les enregistrements quotidiens de la pollution atmosphérique d'une région qui s'étendait de l'est du Colorado à la côte ouest. L'équipe a divisé la zone en une grille avec des carrés, ou des cellules, mesurant 1 degré de latitude par 1 degré de longitude. Pour chaque cellule de la grille, les chercheurs ont identifié les 37 jours avec les plus fortes concentrations d'ozone et de particules fines chaque année. "Chaque année, j'ai regardé quels sont les 10 % de jours les plus riches en PM2,5 et les 10 % de jours les plus riches en ozone", explique Kalachnikov. "J'étais intéressé à voir quand et à quelle fréquence les niveaux élevés de ces deux polluants coïncident."
Au cours des deux dernières décennies, l'équipe a découvert que les périodes pendant lesquelles les niveaux extrêmes de particules fines et d'ozone se sont produits simultanément ont considérablement augmenté dans une grande partie de l'ouest des États-Unis entre juillet et septembre. En conséquence, les chercheurs ont calculé que l'exposition des personnes à une mauvaise qualité de l'air a augmenté d'environ 25 millions de jours-personnes par an (une mesure qui fait référence à la population d'un lieu donné multiplié par le nombre de jours où il a été confronté à des niveaux extrêmes d'ozone et de fines matière particulaire).
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Pour comprendre les modèles météorologiques qui pourraient entraîner cette pollution, les chercheurs se sont concentrés sur des phénomènes appelés crêtes atmosphériques ou dômes de chaleur. Pendant un dôme de chaleur, comme celui qui a englouti le nord-ouest du Pacifique l'été dernier, un bloc d'air chaud reste au-dessus d'une zone pendant des jours. Cela conduit à des conditions chaudes et sèches qui permettent aux incendies de forêt de se déclencher et de se propager, et permettent aux polluants atmosphériques de s'accumuler. Au cours des quatre dernières décennies, dit Kalachnikov, ces conditions météorologiques sont devenues plus courantes et persistantes pendant l'été dans les États de l'Ouest.
Enfin, les chercheurs ont examiné l'activité des feux de forêt et les températures de l'air au cours de la semaine précédant les occasions où l'ozone et les particules fines ont atteint des concentrations extrêmes. Ils ont identifié une "corrélation solide" entre l'étendue des événements de pollution atmosphérique et la quantité de terres qui ont brûlé dans l'ouest des États-Unis et le sud-ouest du Canada au cours des sept jours précédents, dit Kalachnikov. De même, dit-il, le temps chaud généralisé était corrélé à une pollution atmosphérique généralisée.
"C'est cette tempête parfaite de choses qui augmentent toutes pour produire plus de pollution de l'air et plus d'exposition de la population à la pollution de l'air", dit Kalachnikov. "Nous pouvons lier ces changements à l'augmentation des types de conditions météorologiques qui causent cette pollution... et aussi à des années de feux de forêt plus graves qui produisent plus de fumée."
Les questions pour les études futures portent sur la manière dont ces tendances de la pollution atmosphérique pourraient continuer à se manifester dans le cadre du changement climatique et sur la manière dont des variables telles que le type de terrain sur lequel un incendie de forêt balaie influencent les types et la quantité de pollution atmosphérique libérée, déclare Kalachnikov.
L'une des limites des résultats est que les chercheurs ont dû s'appuyer sur un réseau de stations pour surveiller la qualité de l'air qui est "relativement rare" dans certaines parties de l'ouest des États-Unis, ont reconnu Kalachnikov et son équipe dans l'article. L'augmentation du nombre de stations de surveillance est essentielle pour obtenir des estimations plus précises et détaillées, ont-ils écrit.
Comprendre la relation entre les particules fines et les niveaux d'ozone "est délicat", explique Daniel Jaffe, chimiste environnementaliste à l'Université de Washington qui n'a pas participé à la recherche. Lui et ses collègues ont déjà découvert que les concentrations les plus extrêmes d'ozone et de particules fines ont tendance à se produire à des jours différents.
"Pourquoi exactement avons-nous ces cooccurrences de [particules fines] et d'ozone certains jours mais pas d'autres, et quelle est l'interaction entre la fumée des feux de forêt et la qualité de l'air urbain ?" dit Jaffé. Pourtant, dit-il, le nouveau document "est définitivement un pas en avant".
L'aggravation de la pollution de l'air décrite dans le nouveau rapport ne va pas disparaître de sitôt, ajoute-t-il, soulignant l'importance de protéger la qualité de l'air intérieur et d'utiliser des brûlages dirigés et d'autres techniques pour gérer les forêts afin qu'elles soient moins vulnérables aux incendies massifs. "Nous tous en Occident devons réfléchir à la façon dont nous allons vivre avec les incendies de forêt", déclare Jaffe.
Une étape cruciale consiste à sensibiliser les gens à la façon dont la pollution de l'air causée par la fumée des feux de forêt peut être omniprésente et malsaine, dit Kalachnikov. "S'il y avait plus de sensibilisation, cela pourrait conduire à de meilleures solutions politiques, peut-être une meilleure protection pour les communautés vulnérables [telles que] les travailleurs de plein air et les travailleurs agricoles."
