A fumaça de incêndios florestais está criando um novo desafio para o ar mais limpo. Um estudo apoiado pela NASA, publicado na quinta-feira, descobriu que, ao longo da última década, os incêndios florestais pioraram a poluição por ozônio ao nível do solo em grande parte dos Estados Unidos contíguos, gerando ar insalubre muito longe das chamas ativas.
Pesquisadores relatam que incêndios florestais se tornaram uma contribuição cada vez mais importante para o ozônio ao nível do solo, ou smog, em grande parte dos Estados Unidos. Em 4 de junho, na revista Science, eles afirmam que, nacionalmente, os incêndios anularam quase quatro anos de ganhos obtidos com o controle do ozônio, com retrocessos maiores no Oeste e no Meio-Oeste.
A fumaça muitas vezes é associada à fuligem, à cinza e a outras partículas finas que deixam o ar com aparência enevoada. Mas incêndios florestais também emitem gases como o monóxido de carbono, que pode ajudar a formar ozônio superficial sob a luz do sol, quando outros poluentes estão presentes. O ozônio superficial é um poluente invisível, prejudicial à saúde humana, às plantas e às culturas. À medida que as plumas de fumaça se deslocam e se misturam a outras fontes de poluição, essas reações podem elevar os níveis de ozônio centenas ou até milhares de quilômetros além dos incêndios ativos.
“Observações da Terra pela NASA, juntamente com redes de monitoramento em solo, ajudam a revelar riscos de qualidade do ar associados a incêndios florestais que podem atravessar fronteiras estaduais, oferecendo aos gestores de qualidade do ar informações melhores para a tomada de decisão à medida que a fumaça de incêndios afeta mais comunidades”, disse John Haynes, gerente do programa de Saúde e Qualidade do Ar da NASA Earth Action, na sede da agência em Washington. “Este é um forte exemplo de ciência da NASA a serviço das comunidades aqui nos EUA.”
No alto da atmosfera, o ozônio protege a Terra da radiação ultravioleta nociva. Perto do solo, porém, o ozônio pode irritar os pulmões, piorar asma e outras doenças respiratórias e aumentar os riscos à saúde de crianças, idosos, trabalhadores expostos ao ar livre e pessoas com condições de saúde pré-existentes.
Para acompanhar mudanças no ozônio superficial, os pesquisadores recorreram a aprendizado profundo, uma forma de inteligência artificial que identifica padrões em grandes conjuntos de dados. Eles o utilizaram para criar um conjunto de dados inédito, estimando o ozônio superficial diário de 2003 a 2024 em uma grade de um quilômetro por um quilômetro — cerca de 0,6 milhas de cada lado — em todo o território dos Estados Unidos contíguos. O trabalho recebeu apoio do programa de Saúde e Qualidade do Ar da NASA e de outros financiamentos da agência.
Os cientistas combinaram dados de cerca de 1.000 estações terrestres de qualidade do ar com dados de modelos atmosféricos, informações meteorológicas, dados de poluição por incêndios florestais e informações derivadas de satélites, incluindo produtos dos instrumentos Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) e Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS).
Fumaça dos incêndios florestais de 2023 no Canadá se espalhou pela América do Norte. As cores do bege ao vermelho escuro indicam a intensidade da fumaça, estimada a partir do carbono negro no modelo GEOS-FP da NASA.
NASA’s Scientific Visualization Studio (SVS) e NASA’s Global Modeling Assimilation Office (GMAO)
A análise revelou dois períodos distintos. De 2003 a 2015, o ozônio ao nível do solo nos EUA geralmente diminuiu à medida que as emissões de poluentes formadores de ozônio caíram. Depois de 2015, no entanto, esses ganhos desaceleraram ou se reverteram em muitos lugares. Ao comparar níveis de ozônio estimados com cenários que removeram a influência dos incêndios florestais, os pesquisadores identificaram que a poluição proveniente desses eventos foi um fator principal nessa mudança.
Sem a contribuição dos incêndios, por exemplo, o ozônio ao nível do solo no Meio-Oeste provavelmente continuaria a cair. Em vez disso, os incêndios apagaram cerca de 5,3 anos de progresso no controle do ozônio desde 2015.
“Pessoas no Meio-Oeste podem achar que incêndios queimando longe não as afetarão”, disse Jun Wang, autor correspondente do estudo, cientista atmosférico da University of Iowa, em Iowa City. “Mas, uma vez que a poluição dos incêndios florestais está no ar, ela pode se mover entre regiões. A poluição de um lugar pode afetar a qualidade do ar em outro.”
O estudo também constatou que o ozônio aumentado impulsionado por incêndios florestais elevou a exposição a ar insalubre e provavelmente contribuiu para mortes prematuras. As mortes prematuras associadas à exposição de longo prazo ao ozônio relacionado a incêndios florestais nos EUA aumentaram, em média estimada, em 318 mortes por ano após 2013, com a média do período pós-2013 46% maior do que na década anterior. Os pesquisadores calcularam mortes prematuras usando expectativa de vida média, estimativas de exposição ao ozônio e densidade populacional.
Os incêndios florestais canadenses de 2023 mostraram o quanto esses riscos podem se espalhar amplamente: aumentos de ozônio impulsionados pela fumaça se estenderam pelo Meio-Oeste e alcançaram partes do Nordeste e do Sul. No total, de 2022 a 2024, os pesquisadores estimaram que os incêndios expuseram mais 43 milhões de pessoas nos EUA a condições que não atendiam aos padrões federais atuais de qualidade do ar para ozônio.
Capturar esse panorama nacional é difícil apenas com monitores em solo. Os monitores terrestres continuam sendo a espinha dorsal do acompanhamento da qualidade do ar nos EUA, mas não cobrem todas as comunidades. Observações de satélite validadas cientificamente pela NASA e modelos ajudam pesquisadores e agências a enxergar padrões de qualidade do ar entre estados, regiões e temporadas de incêndios.
Esse trabalho mais amplo de qualidade do ar inclui missões mais recentes, como TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution). Lançada em 2023, TEMPO é a primeira missão da NASA a usar um espectrômetro baseado no espaço para fornecer medições horárias durante o dia da qualidade do ar na América do Norte. Sua visão é suficientemente detalhada para distinguir padrões de poluição, incluindo ozônio superficial, em áreas de apenas alguns quilômetros quadrados — uma grande melhoria em relação a satélites anteriores.
Juntas, essas capacidades ajudam pesquisadores e agências a identificar padrões de ozônio relacionados à fumaça que, de outra forma, poderiam ser mais difíceis de detectar, especialmente em áreas rurais e remotas.
O trabalho também aponta para um uso prático da ciência da NASA durante a temporada de incêndios. A equipe de Wang usou apoio da NASA para desenvolver o FireAQ, um sistema de apoio à decisão que reúne observações de satélite, previsões de modelos e produtos de incêndios e aerossóis em briefings semanais com autoridades estaduais e locais de qualidade do ar . O objetivo é ajudar os responsáveis a ver para onde a poluição relacionada à fumaça pode se deslocar em seguida e fornecer às comunidades informações melhores.
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