Este verano, un avión de carga de cuatro motores cargado con científicos y equipo sofisticado volará directamente hacia el humo nebuloso de los incendios forestales occidentales.

Los vuelos comprenderán los más grandes, intento más completo hasta la fecha para medir y analizar el humo de los incendios forestales que cubren vastas franjas de los Estados Unidos cada año.

A finales de julio y agosto, una agencia múltiple, Un equipo multidisciplinario dirigido por científicos de la Universidad Estatal de Colorado viajará a Boise, Idaho, realizar entre 15 y 20 vuelos de observación de humo. El proyecto se llama Western Wildfire Experiment for Cloud Chemistry, Absorción de aerosoles y nitrógeno, o PODEMOS, y es apoyado principalmente por la National Science Foundation.

"Esta es una campaña de campo desafiante, "dijo la científica principal Emily Fischer, Profesor asistente de ciencias atmosféricas de la CSU. "No es como medir la pluma desde, decir, una planta de energía. No sabemos exactamente dónde estarán los incendios pero sabemos que casi todos los años hay un incendio forestal dentro de un vuelo de dos horas de Boise durante el mes de agosto ".

El proyecto reúne a científicos de cinco universidades y el Centro Nacional de Investigación Atmosférica financiado por la NSF, con el apoyo parcial de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y la NASA. El objetivo es un comprensión sistemática de la química del humo de los incendios forestales.

Los investigadores responderán preguntas como:¿De qué está hecho el humo? ¿Cómo cambia con el tiempo? y mientras viaja? ¿Cómo afecta a las nubes? ¿Cómo afecta el tipo y crecimiento del bosque a la composición del humo producido? ¿Cómo se compara la química del humo de los incendios calientes con la de temperaturas más bajas, fuegos humeantes?

Responder a estas y otras preguntas tiene ramificaciones importantes para los estudios posteriores de la calidad del aire, salud, ciclos de nutrientes, tiempo y clima. Los investigadores de WE-CAN esperan contribuir a la ciencia en todas estas áreas con los datos que recopilarán este verano.

"Estamos siguiendo el transporte y la transformación de la columna de gases y aerosoles emitidos por los incendios forestales para comprender los cambios químicos que experimentan con el tiempo, cómo pueden variar sus propiedades, y cuáles son sus impactos en la salud humana y el medio ambiente, "dijo Sylvia Edgerton, director de programa en la División de Ciencias Atmosféricas y Geoespaciales de la NSF, que financia WE-CAN.

El equipo de investigación se centra en tres conjuntos de preguntas científicas relacionadas con el humo de los incendios forestales:aumentar la comprensión de la cantidad y los tipos de nitrógeno reactivo en las columnas de humo; cuantificar y comprender las emisiones y la evolución de partículas finas y las propiedades ópticas del humo; e identificar cómo las partículas de la columna de humo afectan el comportamiento y la formación de nubes líquidas y de hielo.

El tamaño y la diversidad del equipo reflejan el alcance de las cuestiones científicas que explorarán. La experiencia de Fischer se centra en el nitrógeno reactivo y el ozono, y su grupo dirigirá la medición del amoníaco atmosférico. Shane Murphy de la Universidad de Wyoming dirigirá la investigación sobre la absorción de aerosoles. Expertos de CSU, incluidos Paul DeMott y Amy Sullivan, explorarán las partículas de humo y sus efectos en las nubes.

La campaña WE-CAN va más allá de otros experimentos de calidad del aire relacionados con incendios forestales realizados en el pasado. Fischer explica que las campañas de campo atmosféricas anteriores se cruzaron con el humo de los incendios forestales, pero no han sido su foco principal.

"Lo que estamos haciendo en WE-CAN es mucho más sistemático, "Dijo Fischer." Empezaremos tan cerca como podamos de los incendios, y rastrear el humo durante 12 a 24 horas de envejecimiento atmosférico. Ahí es cuando ocurre gran parte de la evolución química. Tenemos muy pocas muestras de esta evolución en la atmósfera ".

El avión de investigación C-130 es propiedad de la NSF y es mantenido y operado por el Laboratorio de Observación de la Tierra del NCAR. Tiene su hogar en Broomfield, Colorado, en el Aeropuerto Metropolitano de las Montañas Rocosas. En las semanas previas a los vuelos a Boise, el equipo científico se reunió en Colorado para probar el avión y la instrumentación.

La aeronave llevará cerca de 30 instrumentos científicos, con espacio para que vuelen 18 científicos. Muchos otros estarán en el suelo ayudando a monitorear incendios, el humo y el clima para guiar el avión a las zonas principales de recolección de datos. Realizarán dos tipos de patrones de vuelo en vuelos de seis horas, varias veces durante seis a ocho semanas.

Después de que termine la campaña de campo, Fischer y otros colaboradores impartirán una clase de observaciones de aeronaves de dos semanas a principios de septiembre para estudiantes de varias universidades, incluida CSU, la Universidad de Wyoming, Universidad Estatal Técnica y Agrícola de Carolina del Norte, y la Universidad de Montana. Los estudiantes aprenderán los entresijos de la ciencia atmosférica basada en aviones, tomando sus propias decisiones sobre dónde volar el avión y cuándo.

En verano de 2019, un experimento relacionado será dirigido por científicos de la NOAA y la NASA, con algunos objetivos científicos superpuestos y complementarios con WE-CAN. La campaña de 2019 a bordo del avión DC-8 de la NASA tendrá su base en Idaho y Kansas, y probará el humo de la noche, así como interacciones urbano-humo.

Tanto WE-CAN como los vuelos de la NOAA del próximo año complementarán aún más los estudios pioneros sobre el humo de los incendios forestales realizados en el Experimento de Influencia del Fuego en los Ambientes Regionales y Globales. FIREX fue un experimento de humo de incendios forestales basado principalmente en laboratorio, también liderado por NOAA, y científicos involucrados de varias instituciones.