Missão PACE da NASA estuda fumaça e incêndios

Com a temporada de incêndios na América do Norte em andamento e um número recorde de hectares já queimados em todo o país, os três instrumentos do satélite Plankton, Aerosol, Cloud, and Ocean Ecosystem (PACE) da NASA estão observando vegetação precursora de incêndios, juntamente com nuvens de fumaça e seu movimento. Esses dados ajudarão os cientistas a reunir pistas que aprofundem sua compreensão sobre os incêndios florestais.

“O desafio que temos é pegar nessas pistas e utilizá-las de uma forma significativa, para que os nossos modelos da Terra representem adequadamente o que está a acontecer”, disse Kirk Knobelspiesse, um cientista de detecção remota que trabalha na missão PACE no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

Embora o satélite, 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. Também pode nos contar sobre cicatrizes de queimaduras, a área de terra carbonizada deixada para trás após um incêndio florestal.

“O satélite PACE também observa a terra, e faz isso muito bem”, disse Skye Caplan, líder terrestre da missão PACE na NASA Goddard. “Há muito 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 várias centenas de comprimentos de onda diferentes de luz visível, infravermelha próxima e ultravioleta. Essa amplitude do espectro permite coletar dados sobre a saúde das plantas, como estado de estresse, secura e equilíbrio relativo de pigmentos, o que auxilia na identificação de áreas de alto risco de incêndio. Os gestores de terras podem utilizar estes dados para distribuir recursos para ajudar a mitigar o risco de incêndio.

Este instrumento observa diariamente toda a Terra, com cobertura mais frequente em altas latitudes. Com esta frequência, em dias claros, os cientistas do PACE podem avaliar rapidamente as consequências dos incêndios, determinando a localização e a extensão de uma cicatriz de queimadura. As áreas que foram queimadas por incêndios florestais frequentemente apresentam risco aumentado de inundações e deslizamentos de terra. É importante identificar estas áreas de alto risco e monitorar como elas evoluem ao longo do tempo, disse Caplan.

Usando comprimentos de onda na faixa ultravioleta, o Ocean Color Instrument também pode monitorar a fumaça após um incêndio, juntamente com informações sobre a que altura na atmosfera essas partículas se deslocam – a altura desempenha um papel na distância que as partículas viajam e nos sistemas que impactam. O instrumento, com seus dados ultravioleta, expande as observações de incêndio de outros instrumentos de satélite, como o Visible Infrared Imaging Radiometer Suite e o Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer.

O outro dois instrumentos no PACEo Hyper-Angle Rainbow Polarimeter 2 e o Spectro-polarimeter for Planetary Exploration one, são ricos em informações sobre a composição de aerossóis de regiões muito diferentes, disse Andrew Sayer, líder científico do projeto PACE para atmosferas do Ocean Color Instrument da NASA Goddard.

Ao medir as características da luz refletida nas partículas da atmosfera, esses dois instrumentos podem determinar a quantidade dessas partículas, juntamente com suas propriedades químicas, cor, tamanho e forma. Os cientistas usam essas informações para diferenciar a fumaça de outras partículas. As partículas de fumaça são normalmente absorventes de luz – aparecendo na cor cinza, preta ou marrom – e são pequenas em tamanho em comparação com outros aerossóis vistos pelo PACE, como poluentes e poeira.

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

Por Erica McNamee

Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, Greenbelt, Maryland.