Terbang melalui gumpalan asap api dapat meningkatkan perkiraan asap

Terbang melalui gumpalan asap api dapat meningkatkan perkiraan asap


Newswise – Kebakaran hutan yang terjadi di Barat mempengaruhi tidak hanya area yang terbakar, tetapi juga wilayah yang lebih luas yang tertutup asap. Beberapa tahun terakhir telah menyaksikan langit yang berkabut dan kualitas udara yang berbahaya menjadi ciri umum cuaca akhir musim panas.

Banyak faktor yang menyebabkan kebakaran hutan Barat tumbuh lebih besar dan menghasilkan gumpalan asap yang lebih besar dan tahan lama yang dapat menyebar ke seluruh benua. Sebuah analisis yang dipimpin oleh University of Washington mengamati pengamatan paling rinci hingga saat ini dari interior asap kebakaran Pantai Barat.

Tim multi-lembaga melacak dan terbang melalui asap api dari sumbernya untuk mengumpulkan data tentang bagaimana komposisi kimiawi asap berubah dari waktu ke waktu. Sebuah makalah yang dihasilkan, diterbitkan 2 November dalam Prosiding National Academy of the Sciences, menunjukkan bahwa prakiraan asap dapat salah memprediksi jumlah partikel dalam asap staler.

Hasil baru ini secara signifikan dapat mengubah perkiraan partikel dalam asap staler, yang dapat menjadi perbedaan antara kualitas udara “sedang” dan “tidak sehat” di daerah melawan arah angin api.

“Kebakaran hutan semakin membesar dan lebih sering, dan asap menjadi penyumbang yang lebih penting bagi polusi udara secara keseluruhan,” kata penulis utama Joel Thornton, seorang profesor ilmu atmosfer UW. “Kami benar-benar menargetkan gumpalan asap yang dekat dengan sumbernya untuk mencoba lebih memahami apa yang dipancarkan dan kemudian bagaimana hal itu dapat berubah saat melawan arah angin.”

Mengetahui bagaimana transisi asap api yang baru dihasilkan menjadi asap yang basi dan menghilang dapat menghasilkan prakiraan yang lebih baik untuk kualitas udara. Masyarakat dapat menggunakan prakiraan tersebut untuk bersiap dengan memindahkan aktivitas luar ruangan ke dalam atau menjadwal ulang jika udara tidak aman untuk berada di luar ruangan, serta membatasi aktivitas pencemar lainnya seperti kebakaran yang membakar kayu.

“Ada dua aspek yang mempengaruhi perkiraan asap,” kata penulis pertama Brett Palm, seorang peneliti postdoctoral UW dalam ilmu atmosfer. “Salah satunya adalah ke mana kepulan asap akan pergi, berdasarkan dinamika bagaimana udara bergerak di atmosfer. Tetapi pertanyaan lainnya adalah: Berapa banyak asap yang diangkut – seberapa jauh kualitas udara akan buruk melawan arah angin? Itulah pertanyaan yang ingin ditangani oleh pekerjaan kami. ”

Ketika pohon, rumput, dan dedaunan terbakar pada suhu tinggi, mereka menghasilkan jelaga, atau karbon hitam, serta partikel dan uap organik, yang disebut aerosol organik, yang lebih reaktif daripada jelaga. Kebakaran juga dapat menghasilkan aerosol “karbon coklat”, suatu bentuk aerosol organik yang kurang dipahami yang memberikan kabut kecoklatan pada langit.

Begitu berada di udara, aerosol organik dapat bereaksi dengan oksigen atau molekul lain yang sudah ada di atmosfer untuk membentuk senyawa kimia baru. Suhu udara, sinar matahari dan konsentrasi asap mempengaruhi reaksi ini dan dengan demikian mengubah sifat dari bulu asap yang lebih tua.

Tim multi-institusional mengukur reaksi ini dengan terbang melalui gumpalan api pada bulan Juli dan Agustus 2018 sebagai bagian dari WE-CAN, atau Kampanye Lapangan Eksperimen Api Liar Barat untuk Kimia Awan, Penyerapan Aerosol, dan Nitrogen yang dipimpin oleh Colorado State University.

Penerbangan riset dari Boise, Idaho, menggunakan pesawat riset C-130 untuk mengamati asap. Studi tersebut terbang melalui tingkat 2.000 mikrogram per meter kubik, atau sekitar tujuh kali lipat udara terburuk yang dialami di Seattle musim panas ini. Segel di pesawat menjaga udara di dalam pesawat jauh lebih bersih, meskipun para peneliti mengatakan itu seperti terbang melalui asap api unggun.

“Kami mencoba menemukan asap yang bagus dan teratur di mana kami bisa mulai sedekat mungkin dengan api,” kata Palm. “Kemudian dengan menggunakan kecepatan angin, kami akan mencoba untuk mengambil sampel udara yang sama pada transek berikutnya saat bergerak melawan arah angin.”

Analisis dalam makalah baru difokuskan pada sembilan gumpalan asap terdefinisi dengan baik yang dihasilkan oleh Api Taylor Creek di barat daya Oregon, kebakaran Perangkap Beruang di Utah, kebakaran Goldstone di Montana, kebakaran Sugarloaf Selatan di Nevada, dan Sharps, Kiwah, Kebakaran hutan di Beaver Creek dan Rabbit Foot di Idaho.

“Anda tidak dapat mereproduksi kebakaran hutan besar di laboratorium,” kata Palm. “Secara umum, kami mencoba mengambil sampel asap yang sudah menua untuk menyelidiki sifat kimianya, transformasi fisik yang terjadi.”

Para peneliti menemukan bahwa satu kelas emisi kebakaran hutan, fenol, hanya membentuk 4% dari bahan yang terbakar tetapi sekitar sepertiga dari molekul “karbon coklat” yang menyerap cahaya dalam asap segar. Mereka menemukan bukti transformasi kompleks di dalam bulu: Uap mengembun menjadi partikel, tetapi pada saat yang sama dan kecepatan yang hampir sama, komponen partikulat menguap kembali menjadi gas. Keseimbangan menentukan seberapa banyak partikel bertahan, dan dengan demikian kualitas udara, saat asap bergerak melawan arah angin.

“Salah satu aspek yang menarik adalah menggambarkan betapa dinamisnya asap tersebut,” kata Palm. “Dengan proses yang bersaing, pengukuran sebelumnya membuatnya terlihat seperti tidak ada yang berubah. Tetapi dengan pengukuran kami, kami benar-benar dapat menggambarkan sifat dinamis dari asap. ”

Para peneliti menemukan bahwa perubahan komposisi kimia ini terjadi lebih cepat dari yang diharapkan. Segera setelah asap berada di udara, bahkan saat bergerak dan menghilang, ia mulai menguap dan bereaksi dengan gas di sekitarnya di atmosfer.

“Ketika asap masih segar, mereka hampir seperti api unggun tingkat rendah, karena ada begitu banyak aktivitas kimia yang terjadi dalam beberapa jam pertama itu,” kata Thornton.

Para penulis juga melakukan serangkaian percobaan tahun 2019 di dalam ruang penelitian di Boulder, Colorado, yang mengamati bagaimana bahan-bahan dalam asap bereaksi pada siang dan malam hari. Kebakaran hutan cenderung terjadi pada angin sore saat sinar matahari mempercepat reaksi kimia, kemudian mereda dan membara di malam hari. Tetapi kebakaran hutan yang sangat besar dapat terus berkobar dalam semalam ketika langit yang lebih gelap mengubah kimiawi.

Memahami komposisi asap juga dapat meningkatkan prakiraan cuaca, karena asap mendinginkan udara di bawahnya dan bahkan dapat mengubah pola angin.

“Di Seattle, ada beberapa pemikiran bahwa asap mengubah cuaca,” kata Thornton. “Jenis umpan balik dengan asap yang berinteraksi dengan sinar matahari sangat menarik ke depannya.”

Penelitian ini didanai oleh National Science Foundation dan National Oceanic and Atmospheric Administration. Rekan penulis lainnya adalah mahasiswa pascasarjana Qiaoyun Peng dan Carley Fredrickson dan ilmuwan peneliti Ben Lee di Departemen Ilmu Atmosfer UW; Lauren Garofalo, Matson Pothier, Petani Delphine, Sonia Kreidenweis dan Emily Fischer di Colorado State University; Rudra Pokhrel, Yingjie Shen dan Shane Murphy di Universitas Wyoming; Wade Permar dan Lu Hu di Universitas Montana; dan Teresa Campos, Samuel Hall, Kirk Ullmann, Xuan Zhang dan Frank Flocke di Pusat Riset Atmosfer Nasional di Boulder, Colorado.

###


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author