Ces scientifiques mettent le feu à une forêt et l’étudient avec des drones

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Les pompiers du lac Elsinore, en Californie, ont combattu un incendie de forêt en 2018 qui a finalement brûlé plus de 9 300 hectares de terres.Crédit: Marcus Yam / Los Angeles Times via Getty

Vers la fin du mois de juin, si tout se passe comme prévu, un hélicoptère survolera une pente boisée dense de l'Utah et y mettra le feu. L’objectif est d’éclaircir les conifères morts afin de permettre au tremble de trembler (Populus tremuloides) pour reprendre pied dans cette forêt domaniale d'altitude. Mais l'incendie pourrait également aider les scientifiques à mieux comprendre les incendies de forêt.

À mesure que les flammes et la fumée montent, une équipe de recherche interdisciplinaire utilisera des drones, des radars et d’autres équipements pour suivre la propagation des brûlures sur 900 hectares. «Nous sommes en train de mettre en place une situation expérimentale pour examiner le feu d’une manière qui n’est pas habituelle», déclare Nancy French, scientifique spécialisée dans les feux de forêt, à l’Université technologique du Michigan à Houghton.

L'expérimentation d'évaluation du modèle d'incendie et de fumée est une occasion rare pour les chercheurs d'étudier un incendie important du début à la fin.. Cela fait partie d'une campagne plus vaste visant à recueillir des données sur les incendies de forêt dans l'ouest de l'Amérique du Nord. À partir de juillet, la NOAA et la NASA prévoient de piloter des avions de recherche sur plus d'une douzaine d'incendies naturels dans la région, en collectant des données sur la manière dont les panaches de fumée se dégagent d'un incendie.

Les deux études visent à améliorer les prévisions de propagation de la fumée, ce qui affectera les habitations et la santé des personnes. «C’est la première fois que nous ciblons les incendies de manière aussi complète», déclare Carsten Warneke, chimiste spécialiste de l’atmosphère au Laboratoire de recherche sur les systèmes terrestres de la NOAA à Boulder (Colorado), qui aide à diriger le deuxième projet.

Le timing est bon. En 2018, des records ont été effacés pour les incendies les plus meurtriers, les plus importants et les plus dommageables de l’État. La même année, des centaines de feux de forêt ont brûlé en Colombie-Britannique (Canada), projetant une fumée brûlante et brûlante aux poumons sur une grande partie de l'ouest de l'Amérique du Nord. (La National Science Foundation des États-Unis a financé des vols de recherche sur environ 20 incendies de forêt cet été, afin d'étudier l'évolution de la composition chimique de la fumée; ces données sont toujours en cours d'analyse.)

Curiosité brûlante

Respirer de la fumée de cheminée et causer d'autres problèmes de santé. Tout comme les météorologues ont amélioré leurs prévisions de conditions météorologiques extrêmes au cours des dernières décennies, les scientifiques spécialistes des incendies tentent maintenant d’améliorer leurs prévisions sur la propagation de la fumée afin que les gens puissent se préparer, explique Susan Prichard, écologiste forestière à l’Université de Washington à Seattle. «Nous devons comprendre le comportement de l’incendie et son interaction avec l’atmosphère pour créer un panache de fumée», dit-elle.

C’est l’inspiration derrière l’expérience de l’Utah. Bien que les responsables du US Forest Service allument cet incendie, celui-ci devrait brûler suffisamment pour imiter un incendie de forêt. Les chercheurs prévoient de surveiller chaque étape – de la cartographie du type et du nombre d’arbres qui seront brûlés à la quantité de carburant réellement consommée pendant l’incendie. «Nous allons collecter une quantité incroyable de données», déclare Roger Ottmar, expert en incendies chez US Forest Service à Seattle et l’un des responsables du projet.

Les trépieds chargés d’instruments enregistrent les flammes sur bande vidéo et mesurent la température au fur et à mesure que la forêt brûle. Les équipements laser et radar vont sonder la forme et la densité du panache de fumée à mesure qu'il monte, tandis qu'une série de drones tentera de s'envoler directement dans le panache. «C’est ambitieux, cela ne fait aucun doute», déclare Marty Alexander, un chercheur en comportement du feu qui est retraité du Service canadien des forêts et qui a aidé à organiser une vaste expérience de brûlage dirigé dans les Territoires du Nord-Ouest à la fin des années 1990.. "Il faut beaucoup de courage pour allumer une ligne de feu."

Les données du projet Utah devraient aider les modélistes de la fumée à mieux comprendre comment se forment et évoluent les panaches. L’inventaire détaillé des carburants au sol devrait permettre de mieux comprendre en quoi la quantité de carburant brûlée se transforme en fumée, a déclaré Warneke. La quantité de fumée et les produits chimiques nocifs qu'elle contient dépendent des types d'arbres ou d'arbustes en combustion.

L'étude de cette fumée sera au centre du projet NOAA / NASA, connu sous le nom de FIREX-AQ. Il utilisera deux avions de la NOAA et deux avions de la NASA – y compris un DC-8 de grande envergure – pour survoler des incendies de forêt dans l'ouest des États-Unis et des brûlages dirigés dans le sud-est du pays. Les avions seront équipés d'instruments sophistiqués pour mesurer la composition des panaches de fumée. «Nous aurons à peu près tous les produits chimiques mesurés auxquels vous pourrez penser», déclare Warneke. L’équipe dispose également d’un drone qui explore la fumée la nuit – lorsque sa composition chimique change, et qu’il se refroidit et s’abaisse, ce qui permet aux gens de l’inspirer plus facilement.

La NASA conservera son DC-8 à l’automne, lorsque l’équipe de l’Utah envisage de brûler une deuxième fois dans la forêt nationale. L'avion survolera et mesurera cette brûlure au fur et à mesure, fournissant ainsi un œil dans le ciel en plus des nombreux au sol.

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