Los incendios forestales han estado ardiendo en todo el estado de California durante semanas; algunos de ellos se han convertido en complejos más grandes a medida que se fusionan diferentes incendios. Uno de ellos fue el incendio del complejo de agosto, que, según se informa, comenzó como 37 incendios distintos causados ​​por rayos en el norte de California el 17 de agosto. Ese incendio sigue ardiendo más de un mes después.

El August Complex Fire y otros en esta temporada de incendios han estado enviando columnas de humo de incendios forestales de gran alcance a la atmósfera que empeoran la calidad del aire en California y más allá. Predecir a dónde viajará ese humo y qué tan mal estará el aire a favor del viento es un desafío, pero los satélites de observación de la Tierra pueden ayudar. Entre ellos se encuentran los satélites Terra y CALIPSO de la NASA, y el satélite Suomi NPP conjunto de la NASA y la Asociación Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). Juntos, los instrumentos de estos satélites permiten vislumbrar el humo a lo largo del tiempo, lo que puede ayudar a mejorar las predicciones de la calidad del aire.

"Los instrumentos satelitales tienen la ventaja de proporcionar una amplia cobertura y una precisión de medición constante a lo largo del tiempo, además de realizar sus observaciones sin ningún riesgo para las personas que toman los datos, "dijo Ralph Kahn, un científico investigador senior de la División de Ciencias de la Tierra en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que estudia aerosoles. Kahn y otros científicos atmosféricos de la NASA recopilan datos sobre los incendios de los satélites de observación de la Tierra utilizados para mejorar los modelos que predicen cómo el humo de los incendios forestales afectará la calidad del aire a sotavento de los incendios.

MISR:Evaluación de la situación desde diferentes ángulos

Uno de los instrumentos del satélite Terra de la NASA es el espectrorradiómetro de imágenes de ángulos múltiples (MISR), que tiene nueve cámaras diferentes apuntando hacia la Tierra en diferentes ángulos. Cuando Terra pasó por encima del incendio del complejo de agosto el 31 de agosto, MISR recopiló instantáneas de la columna de humo desde diferentes ángulos.

Los científicos miran esas diferentes perspectivas para calcular la extensión y la altura de la columna de humo a favor del viento, así como la altura más cercana a la fuente del fuego, llamada altura de inyección. Esa información es esencial para determinar qué tan lejos viajará el humo.

"El humo tiende a permanecer en el aire por más tiempo, viajar más lejos y tener un mayor impacto ambiental, tal vez a favor del viento, si se inyecta más alto en la atmósfera, "dijo Kahn.

El 31 de agosto las partes más altas del penacho del incendio del complejo de agosto alcanzaron aproximadamente 2,5 millas (4 kilómetros) en el aire, colocándolo por encima de la capa límite de la atmósfera, que es la capa de la atmósfera más cercana a la superficie de la Tierra. La columna de humo fresco se extendió al menos 30 millas (45 kilómetros) al este del área en llamas cerca del Bosque Nacional Mendocino en el norte de California. Durante los últimos días, El humo de este incendio ya había viajado más de 500 kilómetros (310 millas) hacia el oeste y más de 750 kilómetros (460 millas) al este de la fuente. cruzando hacia Utah y hacia el Océano Pacífico.

El instrumento MISR también recopiló información sobre el monto, Talla, y el brillo de las partículas dentro de la columna de humo en función de cómo las partículas dispersan la luz en diferentes ángulos y longitudes de onda. Estos datos brindan a los investigadores información sobre las características del humo de los incendios forestales para predecir cómo se moverá y afectará la calidad del aire. Por ejemplo, la parte sur de la columna de humo emitida por el incendio del complejo de agosto el 31 de agosto estaba compuesta en su mayoría de pequeños, partículas oscuras que generalmente se liberan cuando un fuego arde intensamente. Pero a medida que la pluma se movía a favor del viento, las partículas se hicieron más grandes y brillantes, posiblemente porque el agua u otros gases emitidos por los incendios se condensaron en las partículas de humo.

MODIS:una instantánea de los puntos calientes de incendios forestales

Los incendios forestales individuales y las grandes conflagraciones de incendios combinados que arden en todo el estado, y el humo acumulado que producen, hacen que sea difícil ver los puntos calientes en llamas reales desde el espacio. Pero el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) a bordo del satélite Terra de la NASA puede ver las longitudes de onda más largas de la luz no visible, o radiación infrarroja producida por el calor proveniente de incendios forestales que se queman activamente. En otras palabras, MODIS a veces puede ver a través del humo incluso cuando nuestros ojos no pueden comparando la radiación infrarroja más alta de los puntos calientes con la radiación más baja que proviene del área circundante.

Al pasar sobre el oeste de los EE. UU., MODIS puede ver una franja de aproximadamente 1, 430 millas (2, 300 kilómetros) de ancho, aproximadamente la distancia desde el centro de Utah hasta casi 70 millas hacia el Océano Pacífico, que proporciona un contexto valioso sobre lo que está sucediendo con los incendios y el humo en el oeste de los EE. UU. MODIS identificó múltiples grupos de focos de fuego en el August Complex Fire, que había consumido más de 240, 000 acres para el 2 de septiembre.

"La extensión del fuego es enorme en este caso, y las columnas de humo pueden viajar cientos o incluso miles de kilómetros, ", dijo Kahn." Los satélites proporcionan no solo contexto, sino también información sobre las relaciones entre diferentes incendios ". Durante su paso por encima del 31 de agosto, MODIS capturó el incendio del complejo de agosto, así como varios otros incendios y complejos más grandes de incendios que ardían en el norte, Sur, y este. Ver las relaciones entre los incendios ofrece pistas sobre qué incendios es probable que se fusionen en los días siguientes.

CALIPSO y Suomi NPP:viendo la extensión del humo

Las columnas de humo de los incendios forestales de California han envuelto muchas ciudades y pueblos en todo el estado, convirtiendo el cielo en un tono apocalíptico de naranja quemado. En otras áreas, el cielo es un gris brumoso, y motas de ceniza flotan en el aire. Pero en algunas regiones de la costa oeste, el cielo parece relativamente normal, incluso si hay partículas de humo en el aire, porque hay muy pocas partículas de humo para que nuestros ojos las detecten.

Ahí es donde entra en juego el satélite CALIPSO de la NASA. CALIPSO tiene un láser a bordo que dispara ráfagas de luz láser hacia la Tierra. Cuando esa luz golpea algo como partículas en una columna de humo de un incendio forestal, se refleja en los sensores de CALIPSO. Aunque la luz láser es demasiado débil para causar algún tipo de daño, la luz reflejada en el satélite por las partículas de humo les dice a los científicos mucho sobre el humo, incluso cuando la columna es demasiado transparente para que puedan ver con sus ojos. A medida que la pluma del incendio del complejo de agosto se llevó hacia el oeste, CALIPSO detectó humo de varios días que descendía desde aproximadamente 2.5 millas sobre la tierra hasta una milla de la superficie del océano mientras cruzaba la costa de California.

CALIPSO puede diferenciar entre nubes y humo, lo que a veces puede ser difícil de hacer mirando una imagen de satélite. Saber dónde está el humo en relación con las nubes permite a los investigadores ver las interacciones entre las nubes y el humo. lo que puede afectar las características y la propagación del humo. Por ejemplo, a veces las nubes ingieren y modifican las partículas de humo, e incluso puede eliminarlos del aire cuando llueve. Otros tiempos, Las partículas oscuras de humo de incendios forestales pueden absorber la luz solar. calentar y calentar la atmósfera, que puede hacer que las nubes se evaporen.

El satélite CALIPSO de la NASA captura datos detallados, pero tiene un campo de visión estrecho. El satélite observa a lo largo de una "cortina" vertical bidimensional que atraviesa la columna de humo a medida que pasa por encima. recopilar mediciones detalladas del tipo y la posición de los aerosoles de humo de incendios forestales en la atmósfera. Luego, los científicos recurren a tres sensores a bordo de Suomi NPP, colectivamente llamado Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS), para el contexto. Esos sensores obtienen una vista más amplia pero menos detallada de lo que sucede con las partículas de humo en la atmósfera de la Tierra. lo que permite a los científicos descubrir a qué se dirige CALIPSO y hacer mejores extrapolaciones basadas en los datos de CALIPSO.

Los instrumentos a bordo de los satélites de la flota de observación de la Tierra de la NASA proporcionan datos extensos, no disponible de ninguna otra fuente, permitiendo a los investigadores comprender mejor el humo de los incendios forestales y cómo afecta la calidad del aire. En casos como los incendios forestales actuales en California, Los científicos atmosféricos de la NASA que estudian los incendios colaboran con el programa Earth Science Disasters de la NASA para compartir sus hallazgos con los bomberos y los funcionarios de salud pública. El programa de desastres de la NASA se asocia con agencias locales y regionales en el terreno, ayudando a que los datos de los satélites de la NASA lleguen a las manos de quienes más los necesitan.

"Nuestro trabajo es principalmente útil para mejorar los modelos que pronostican la calidad del aire, ", dijo Kahn." Este es un esfuerzo de equipo y cuando podemos ayudar, ciertamente lo hacemos ".