Rök från skogsbränder kan bidra till mer än hälften av vissa grova luftföroreningar på det kontinentala USA under sommaren, och så mycket som 20 procent av dessa evenemang under hela året, enligt ny forskning vid University of Alabama i Huntsville (UAH).

Denna forskning kan vara ett steg mot att utveckla verktyg för att varna för möjliga rökrelaterade föroreningshändelser och en bättre förståelse för de potentiella hälsoeffekterna av rök från planerad och kontrollerad skogsbränning.

"Du kan använda något sånt här som ett sätt att avgöra om en viss planerad bränning kommer att vara en tipppunkt för att gå över föroreningsgränsen i medvind och om du ska bränna den dagen, " säger Aaron Kaulfus, en doktorand vid UAH:s institution för atmosfärisk vetenskap.

Kaulfus och Dr Udaysankar Nair, en docent i atmosfärsvetenskap vid UAH, använde data som samlats in av ett par instrument på NOAA- och NASA-satelliter för att spåra både hot spots som indikerar skogsbränder och rökplymerna från dessa bränder. De kombinerade det med data från Environmental Protection Agency (EPA) om ytor där luftföroreningarna överskred den säkra gränsen för partiklar som inte var större än 2,5 mikron.

Partiklar som är mindre än 2,5 mikrometer i diameter (mindre än en fjärdedel av ett mänskligt hårstrå) är tillräckligt små för att komma in i en persons lungor. I tillräckligt stora koncentrationer, de kan orsaka skada. EPA uppskattar att förbränning av biomassa bidrar med mer än 25 procent av all förorening av små partiklar (identifierad av EPA som PM2.5) i USA.

UAH -teamet fann att under sommaren - när rökskyddet över USA toppar - uppstår cirka 52 procent av alla PM2.5 -luftföroreningar i kontinentala USA när rök från skogsbränder förekommer.

Vid föroreningsövervakningsplatser på landsbygden i nordvästra USA, mer än 80 procent av sommardagarna när rök förekommer har också överskott av PM2,5-partiklar i luften.

På årsbasis, "åtminstone 20,1 procent av de totala dagliga överskridandena sammanföll med identifierbara rökrökar ovanför, " säger Kaulfus. "I genomsnitt, PM2,5-koncentrationerna var högre under dagar då rök fanns över området."

Medan effekterna av rök från skogsbränder och annan biomassa som brinner på nivåerna av ozon (en annan förorening) har studerats, Dr. Nair säger att detta är det första försöket att koppla samman rök- och partikelföroreningar på en rikstäckande basis.

"Vi tog en nationell strategi för det snarare än en station-för-station-strategi, " säger Kaulfus.

Denna forskning, som fick stöd av National Science Foundation och NASA, har antagits för publicering i tidskriften Miljövetenskap och teknik .

Medan det fanns rök ovanför en av fem partikelföroreningar under studieperioden, Kaulfus säger att det inte finns ett tydligt samband mellan orsak och verkan.

"Det var åtminstone rimligt att rök påverkade dessa ytföroreningar, " säger han. "Men ett av de största problemen med NOAA-rökprodukten är att det inte finns något sätt att veta den vertikala profilen för var röken är, oavsett om det är på ytan eller uppe i atmosfärens djupa lager."

"Vad detta verkligen gör är att ge oss den övre gränsen för skogsbrandsrökens effekter på dessa föroreningshändelser, " tillägger Dr. Nair.

Det område som drabbades mest av skogsbrandsrök var en stor kil i centrala USA, från Kanada till östra Texas. Under studietiden, från 2005 till 2016, NOAA och NASAs satellitinstrument såg mer än 600 dagar med rökskydd över större delen av North Dakota, Minnesota, och Iowa, såväl som östra delar av både Kansas och Nebraska, och den östra halvan av South Dakota.

Medan skogsbränder - både vilda och planerade - i kontinentala USA bidrog med rök över många av de sammanhängande 48 staterna, en betydande del av röken som registrerades över den kilen av den vanligaste röktäckningen kom från skogsbränder i Kanada, Alaska, och även Sibirien, säger Kaulfus.

"Vi kan se all rök som leds ner från Kanada, ända ner över de östra städerna, sträcker sig ett par hundra kilometer ut över Atlanten och Gulf Coast, " säger Dr Nair.

Under stabila atmosfäriska förhållanden, rökplymer från pyrande bränder kan begränsas till ett grunt atmosfäriskt gränsskikt nära marken, vilket ökar föroreningen av små partiklar vid ytan. Vid flammande bränder med hög energi, rök kan injiceras till högre höjder.

Rutinmässiga konvektionsprocesser kan också blanda rök från båda typerna av eld genom den djupa atmosfären, som kan transportera rök tusentals miles från dess källa och påverka luftkvaliteten i vinden.

Ett område i västra Mexikanska golfen utanför Texas och västra Louisianas kust hade mer än 350 dagars röktäcke under studieperioden, till stor del orsakad av skogsbränder och brinnande biomassa i Mexiko och Centralamerika, säger Nair.