Extrema skogsbränder är inte längre en extremist i västra USA, där klimatförändringarna torkar ut växtligheten och människor rör sig djupare och djupare in i västerländska skogar.

För att skydda dessa landsbygdssamhällen, markförvaltare bekämpar i allt högre grad eld med eld – föreskrivna bränder som bränner bort bälten av brandfarlig vegetation för att skapa brandgator och minska bränsleuppbyggnaden, förhindra större bränder senare.

All den elden producerar mycket rök – och ett allvarligt luftföroreningsproblem.

Den här sommaren, NOAA och NASA samarbetar i en massiv forskningskampanj kallad FIREX-AQ som kommer att använda satelliter, flygplan, drönare, mobila stationer och markstationer för att studera rök från skogsbränder och jordbruksbränder över hela USA.

Hundratals forskare kommer att utforska kemin hos spårgaser och aerosoler i rök för att avslöja dess hemligheter, förbättra väder- och luftkvalitetsmodeller, och ge bättre prognoser för första responders, folkhälso- och markförvaltningstjänstemän.

"Vi har sammanställt ett enastående team av forskare för att undersöka arten av bränder och rök, sa David Fahey, direktör för NOAA:s avdelning för kemiska vetenskaper. "Vårt långa partnerskap med NASAoffsite-länken har tagit oss bokstavligen runt planeten och producerat många stora vetenskapliga upptäckter. Jag förväntar mig att detta inte kommer att bli annorlunda."

Från labbet till det verkliga livet

Rök är ett otroligt komplext, ständigt utvecklande blandning av gaser och små partiklar som kan färdas tusentals miles från sin källa, resulterar i hälsoexponeringar som varar i timmar till veckor. Rök minskar sikten, påverkar vädret och försämrar luftkvaliteten, förvärrande astma, bronkit, och andra lungtillstånd.

FIREX-AQ bygger på ett NOAA-forskningsprojekt från 2016 som genomfördes vid USDA Fire Science Laboratory i Missoula, Montana, där forskare analyserade rök från olika sorters vegetation som brann vid olika temperaturer.

"Nu, vi tar det vi lärt oss i laboratoriet till stora bränder som händer i fältet där kemin utvecklas över tid och avstånd, " sa missionsforskaren Carsten Warneke, en CIRESoffsite länkforskare som arbetar på NOAA.

Jagar rök med flyg, mark och rymd

FIREX-AQ lanseras 22 juli, när NASA:s DC-8 – packad med mycket sofistikerade kemiinstrument – ​​lyfter från Palmdale, Kalifornien, för ett flyg till sin tillfälliga bas i Boise, Idaho. I en månad kommer den att jaga brandrök över väster, tillsammans med två NOAA Twin Otters, flyger på lägre höjder och även på natten när bränder glöder och rök rinner ut i dalarna.

Från sin bas i Palmdale, CA, NASA ER-2 kommer att använda fjärravkänningsinstrument för att samla in mätningar från mycket högre höjder. Markstationer och mobila skåpbilar kommer att observera rök på ytan, där det är viktigast för folkhälsan. Alla dessa mätningar kommer att jämföras med data från NOAA- och NASA-satelliter långt ovanför för att lära sig hur man extraherar mer information från det satelliter ser.

Senare, DC-8 kommer att prova rök från jordbruksledningsbränder som är vanliga i södra stater. Till sist, forskare kommer att studera rök från en stor brännskada enligt U.S. Forest Service i Utah.

Sedan börjar det verkliga arbetet, sa NASAs programchef Barry Lefer:

"I sista hand, anledningen till att vi vill förstå komplexa rök-atmosfär-interaktioner är att ge bättre prognoser och längre ledtider för samhällen i motvind efter bränder."