Estudos da missão PACE da NASA sobre fumaça e incêndios

Com a temporada de incêndios no Norte da América já em andamento e um número recorde de acres queimados em todo o país, os três instrumentos do satélite da NASA Plankton, Aerosol, Cloud, and ocean Ecosystem (PACE) estão observando precursores da vegetação para incêndios, além de plumas de fumaça e seu deslocamento. Esses dados ajudarão cientistas a montar pistas que aprofundam a compreensão dos incêndios florestais.

“O desafio que temos é pegar essas pistas e usá-las de uma forma significativa, para que nossos modelos da Terra representem corretamente o que está acontecendo”, disse Kirk Knobelspiesse, cientista de sensoriamento remoto que trabalha na missão PACE no Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt, Maryland.

The image is a satellite view. Bright white clouds cover the right half of the image, where little to no land is seen below it. On the left side of the image, gray-tan wispy smoke streaks the image, traveling from top to bottom. Beneath the smoke, green and brown land can be seen, as well as the dark blues of large lakes: The Great Lakes.

Tramas de fumaça provenientes de incêndios em múltiplas províncias e territórios no Canadá viajam sobre os Grandes Lagos. Esta imagem foi feita pelo Ocean Color Instrument a bordo do satélite PACE da NASA em 31 de maio de 2025.

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Embora o satélite, que foi lançado em fevereiro de 2024, tenha sido projetado para estudar o oceano e a atmosfera da Terra, ele tem uma capacidade inesperada: monitorar mudanças na vegetação. Ele também pode nos informar sobre cicatrizes de queimadas, a área de terra carbonizada deixada para trás após um incêndio florestal.

“O satélite PACE observa também o continente, e faz isso muito bem”, disse Skye Caplan, responsável pela área terrestre da missão PACE na NASA Goddard. “Há tanto para explorar com um novo conjunto de dados hiperespectrais.”

O Ocean Color Instrument a bordo do PACE é um instrumento hiperespectral, que observa o planeta em centenas de comprimentos de onda diferentes de luz visível, infravermelho próximo e ultravioleta. Essa amplitude do espectro permite coletar dados sobre a saúde das plantas, como seu estado de estresse, a secura e o equilíbrio relativo de pigmentos — fatores que ajudam a identificar áreas com alto risco de incêndio. Gestores de terras podem usar esses dados para distribuir recursos e ajudar a mitigar o risco de fogo.

Esse instrumento vê toda a Terra diariamente, com cobertura mais frequente em altas latitudes. Com essa cadência, em dias sem nuvens, os cientistas do PACE podem avaliar rapidamente as consequências dos incêndios, determinando a localização e a extensão de uma cicatriz de queimadas. Áreas queimadas por incêndios florestais frequentemente apresentam risco aumentado de enchentes e deslizamentos de terra. É importante identificar essas áreas de alto risco e monitorar como elas evoluem ao longo do tempo, disse Caplan.

Usando comprimentos de onda na faixa do ultravioleta, o Ocean Color Instrument também pode monitorar a fumaça após um incêndio, além de informações sobre a altura, na atmosfera, até a qual essas partículas se deslocam — a altitude influencia a distância que as partículas viajam e os sistemas que elas afetam. O instrumento, com seus dados no ultravioleta, amplia as observações de incêndios feitas por outros instrumentos de satélite, como o Visible Infrared Imaging Radiometer Suite e o Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer.

Plumas espessas de fumaça vindas de incêndios que assolam múltiplas províncias e territórios no Canadá são visíveis nesta imagem e afetam grande parte do norte do país. Esta imagem foi feita pelo Ocean Color Instrument a bordo do satélite PACE da NASA em 11 de agosto de 2024.

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Os outros dois instrumentos do PACE, o Hyper-Angle Rainbow Polarimeter 2 e o Spectro-polarimeter for Planetary Exploration one, trazem muitas informações sobre a composição de aerossóis de regiões muito diferentes, disse Andrew Sayer, líder de ciência do projeto PACE para atmosferas a partir do Ocean Color Instrument, na NASA Goddard.

Ao medir características da luz conforme ela reflete nas partículas na atmosfera, esses dois instrumentos podem determinar a quantidade dessas partículas, além de suas propriedades químicas, cor, tamanho e forma. Os cientistas usam essas informações para diferenciar fumaça de outros particulados. Partículas de fumaça normalmente absorvem luz — aparecendo cinza, preta ou marrom — e têm tamanho pequeno em comparação com outros aerossóis que o PACE observa, como poluentes e poeira.

Os dados do PACE ajudarão cientistas a criar modelos de incêndios florestais mais precisos e a simular eventos futuros, disse Knobelspiesse, líder do polarímetro do satélite. “Então, seremos capazes de analisar diferentes cenários de emissões no futuro e ver como a fumaça gerada em um local pode impactar outras partes do sistema Terra.”

Por

Erica McNamee

NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.