Estudo financiado pela NASA mostra o impacto oculto do ozônio na fumaça dos incêndios florestais

A fumaça dos incêndios florestais está alimentando um novo desafio para um 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 do ozônio ao nível do solo em grande parte dos Estados Unidos contíguos, criando um ar prejudicial à saúde, longe das chamas ativas.

Os incêndios florestais tornaram-se um contribuinte cada vez mais importante para o ozono troposférico, ou smog, em grande parte dos Estados Unidos, relatam investigadores 4 de junho na revista Science. A nível nacional, os incêndios compensaram quase quatro anos de ganhos no controlo do ozono, com reveses maiores no Oeste e Centro-Oeste.

A fumaça geralmente está associada à fuligem, cinzas e outras partículas finas que fazem o ar parecer turvo. Mas os incêndios florestais também emitem gases como o monóxido de carbono, que podem ajudar a formar ozono superficial à luz do sol quando outros poluentes estão presentes. O ozônio de superfície é um poluente invisível prejudicial à saúde humana, às plantas e às colheitas. À medida que as plumas de fumo viajam e se misturam com outros tipos de poluição, essas reações podem provocar aumentos de ozono a centenas ou mesmo milhares de quilómetros de incêndios ativos.

“As observações da Terra da NASA, juntamente com as redes de monitoramento terrestre, ajudam a revelar os riscos de qualidade do ar decorrentes de incêndios florestais que podem cruzar fronteiras estaduais, dando aos gestores da qualidade do ar melhores informações para a tomada de decisões, já que a fumaça dos incêndios florestais 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 como a ciência da NASA atende às comunidades aqui nos EUA”

No alto da atmosfera, ozônio protege a Terra da radiação ultravioleta prejudicial. Perto do solo, no entanto, o ozono pode irritar os pulmões, agravar a asma e outras doenças respiratórias e aumentar os riscos para a saúde de crianças, idosos, trabalhadores ao ar livre e pessoas com problemas de saúde existentes.

Para rastrear as mudanças na camada de ozônio na superfície, os pesquisadores recorreram ao aprendizado profundo, uma forma de inteligência artificial que encontra padrões em grandes conjuntos de dados. Eles o usaram para construir um conjunto de dados inédito que estima o ozônio diário na superfície de 2003 a 2024 em uma grade quilômetro por quilômetro – cerca de 0,6 milhas de cada lado – nos EUA contíguos. O trabalho recebeu apoio do programa de Saúde e Qualidade do Ar da NASA e outras subvenções da NASA.

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 satélite, incluindo produtos do Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) e o espectrorradiômetro de imagem de resolução moderada (MODIS) instrumentos.

A análise deles revelou dois períodos distintos. De 2003 a 2015, o ozono troposférico dos EUA diminuiu geralmente à medida que as emissões de poluentes formadores de ozono diminuíram. Depois de 2015, no entanto, esses ganhos abrandaram ou inverteram-se em muitos locais. Ao comparar os níveis estimados de ozônio com cenários que eliminaram a influência dos incêndios florestais, os pesquisadores descobriram que a poluição causada pelos incêndios florestais foi um fator principal nessa mudança.

Sem a contribuição dos incêndios florestais, o ozono troposférico no Centro-Oeste, por exemplo, provavelmente teria continuado a diminuir. Em vez disso, os incêndios florestais apagaram cerca de 5,3 anos de progresso no controlo do ozono desde 2015.

“As pessoas no Meio-Oeste podem pensar que os incêndios distantes não as afetarão”, disse o autor correspondente do estudo, Jun Wang, cientista atmosférico da Universidade de Iowa, em Iowa City. “Mas uma vez que a poluição causada pelos incêndios florestais está no ar, ela pode se espalhar pelas regiões. A poluição de um lugar pode afetar a qualidade do ar em outro.”

O estudo também descobriu que o ozônio causado pelos incêndios florestais aumentou a exposição ao ar insalubre e provavelmente contribuiu para mortes prematuras. As mortes prematuras associadas à exposição prolongada ao ozono relacionada com incêndios florestais nos EUA aumentaram em cerca de 318 mortes por ano após 2013, sendo a média pós-2013 46% superior à da década anterior. Os pesquisadores calcularam as mortes prematuras usando a expectativa de vida média, estimativas de exposição ao ozônio e densidade populacional.

O Incêndios florestais canadenses em 2023 mostrou quão amplamente esses riscos podem se espalhar, com o aumento do ozônio provocado pela fumaça se estendendo por todo o Centro-Oeste e em partes do Nordeste e do Sul. No geral, de 2022 a 2024, os incêndios florestais expuseram mais 43 milhões de pessoas nos EUA a condições que não atendiam aos atuais padrões federais de qualidade do ar para o ozônio, estimaram os pesquisadores.

Capturar essa imagem nacional é difícil apenas com monitores terrestres. Os monitores terrestres continuam a ser a espinha dorsal do monitoramento da qualidade do ar nos EUA, mas não cobrem todas as comunidades. As observações e modelos de satélite cientificamente validados da NASA ajudam pesquisadores e agências a ver padrões de qualidade do ar em estados, regiões e estações de incêndios.

Esse trabalho mais amplo sobre qualidade do ar inclui missões mais recentes como TEMPO (Emissões Troposféricas: Monitoramento da Poluição). Lançado em 2023, o TEMPO é a primeira missão da NASA a usar um espectrômetro espacial para fornecer medições diurnas de hora em hora da qualidade do ar na América do Norte. A sua visão é suficientemente nítida para distinguir padrões de poluição, incluindo o ozono superficial, em áreas com apenas alguns quilómetros quadrados de largura, uma grande melhoria em relação aos satélites anteriores.

Em conjunto, estas capacidades ajudam os investigadores e as agências a identificar padrões de ozono relacionados com o fumo que, de outra forma, poderiam ser mais difíceis de detetar, especialmente em zonas 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 o apoio da NASA para desenvolver o FireAQ, um sistema de apoio à decisão que traz observações de satélite, previsões de modelos e produtos de incêndio e aerossóis para dentro de briefings semanais com autoridades estaduais e locais de qualidade do ar. O objectivo é ajudar as autoridades a ver para onde a poluição relacionada com o fumo poderá evoluir e fornecer às comunidades melhores informações.