Le Canada est confronté à une nouvelle saison dangereuse d’incendies de forêt, les forêts en feu envoyant des panaches de fumée à travers les provinces et jusqu’aux États-Unis, une fois de plus. L’espace des incendies de 2025 rappelle la saison record des incendies de 2023, qui a exposé des millions de personnes en Amérique du Nord à des niveaux de fumée dangereux.
Pendant la majeure partie de la dernière décennie, les prévisionnistes ont pu utiliser des satellites pour suivre ces panaches de fumée, mais la vue n’était qu’en deux dimensions : Les satellites ne pouvaient pas déterminer à quelle distance la fumée se trouvait de la surface de la Terre.
L’altitude de la fumée est importante.
Si un panache est haut dans l’atmosphère, il n’affectera pas l’air que les gens respirent – il flottera simplement au-dessus de leur tête.
Mais lorsque les panaches de fumée sont proches de la surface, les gens respirent des produits chimiques et de minuscules particules issus des incendies. Ces particules, connues sous le nom de PM2,5, peuvent pénétrer profondément dans les poumons et exacerber l’asthme et d’autres problèmes respiratoires et cardiaques.
L’Agence de protection de l’environnement utilise un réseau de moniteurs de qualité de l’air au sol pour émettre des alertes sur la qualité de l’air, mais les moniteurs sont peu nombreux et éloignés, ce qui signifie que les prévisions ont été des estimations générales dans la majeure partie du pays.
Maintenant, une nouvelle méthode basée sur les satellites sur laquelle je travaille depuis deux ans avec des collègues d’universités et d’agences fédérales permet aux scientifiques et aux responsables de la qualité de l’air d’obtenir une image en 3D des panaches de fumée, fournissant ainsi des données détaillées sur les risques jusqu’au niveau du quartier, aussi bien dans les zones urbaines que rurales.
Construction d’un système national de surveillance des fumées
La nouvelle méthode utilise les données d’un satellite lancé par la NASA en 2023, appelé Tropospheric Emissions : Monitoring of Pollution, ou TEMPO, satellite.
TEMPO permet de déterminer la hauteur d’un panache de fumée en fournissant des données sur la mesure dans laquelle les molécules d’oxygène absorbent la lumière du soleil à la longueur d’onde de 688 nanomètres. Les panaches de fumée élevés dans l’atmosphère réfléchissent davantage le rayonnement solaire à cette longueur d’onde vers l’espace, tandis que les panaches plus bas dans l’atmosphère, où il y a plus d’oxygène pour absorber la lumière, en réfléchissent moins.
La compréhension de la physique a permis aux scientifiques de développer des algorithmes qui utilisent les données de TEMPO pour déduire l’altitude du panache de fumée et cartographier son mouvement en 3D presque en temps réel.
En combinant les données de TEMPO avec les mesures des particules dans l’atmosphère, prises par l’instrument Advanced Baseline Imager sur les satellites GOES-R de la NOAA, les prévisionnistes peuvent mieux évaluer le risque sanitaire des panaches de fumée en temps quasi réel, à condition que les nuages ne les gênent pas.
C’est un grand pas en avant par rapport à l’utilisation de moniteurs de qualité de l’air au sol, qui peuvent se trouver à des centaines de kilomètres les uns des autres. L’Iowa, par exemple, comptait environ 50 moniteurs de qualité de l’air pour une journée récente dans un État qui couvre 56 273 miles carrés. L’outil AerosolWatch de la NOAA fournit actuellement un flux en temps quasi réel d’images de la fumée des incendies de forêt provenant de ses satellites GOES-R, et l’agence prévoit d’y incorporer les données d’altitude de TEMPO. Un prototype de ce système issu du projet de recherche sur les incendies et la qualité de l’air soutenu par la NASA, appelé FireAQ, montre comment les utilisateurs peuvent zoomer au niveau du quartier pour voir la hauteur du panache de fumée, mais le prototype n’est actuellement mis à jour qu’une fois par jour, de sorte que les données sont retardées, et il n’est pas en mesure de fournir des données sur la hauteur de la fumée lorsque des nuages se trouvent également au-dessus de la tête des gens.
Les risques sanitaires liés aux incendies de forêt augmentent
Le risque d’incendie augmente dans toute l’Amérique du Nord à mesure que les températures mondiales augmentent et que de plus en plus de personnes se déplacent dans les zones sauvages.
Alors que la qualité de l’air s’est améliorée dans la plupart des États-Unis entre 2000 et 2020, grâce à des réglementations plus strictes sur les émissions des véhicules et des centrales électriques, les incendies de forêt ont inversé cette tendance dans certaines régions de l’ouest des États-Unis.
Nos avancées en matière de surveillance des fumées marquent une nouvelle ère dans la prévision de la qualité de l’air, offrant des informations plus précises et plus opportunes pour mieux protéger la santé publique face à ces menaces croissantes d’incendies de forêt.
Jun Wang, Professor of Chemical and Biochemical Engineering, University of Iowa
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article original.
