Expert en pollution de l’air sur ce qui rend les prévisions de fumée si difficiles à prévoir – et comment la technologie pourrait aider


Le parc T-Mobile de Seattle enveloppé de fumée de feu de forêt le 12 septembre 2020 (GeekWire Photo / Kevin Lisota)

Si vous avez été déçu par la précision des prévisions de neige dans le nord-ouest du Pacifique, vous n’aimerez vraiment pas ce que notre région peut faire avec les prévisions de fumée de feu de forêt.

Pour des raisons apparemment aussi nombreuses que les lectures actuelles de la pollution atmosphérique, deviner comment la fumée des feux de forêt se comportera est une affaire délicate.

«Même si vous avez un excellent modèle de fumée et que la météo est correcte, vous devez faire face à toutes les inconnues sur l’emplacement des incendies, ceux qui sont actifs et la quantité de fumée qu’ils créent», a déclaré Farren Herron-Thorpe, un chercheur en modélisation et inventaire des émissions au Département d’écologie et contributeur au blog Washington Smoke.

La côte ouest est étouffée par la fumée des feux de forêt provenant de dizaines d’incendies qui brûlent à Washington, en Oregon et en Californie. Les conditions météorologiques et les incendies de forêt se sont heurtés de telle manière que le niveau de minuscules polluants en suspension dans l’air est si élevé que les machines utilisées pour les mesurer renvoient des messages d’erreur. Jour après jour, les agences publiques mettent en garde contre des conditions «insalubres» et «très malsaines» pour tous.

Après cinq jours de mauvais air dans la région de Puget Sound, les habitants se sont couchés dimanche soir, réconfortés par les prévisions selon lesquelles l’air se dégagerait lundi. Mais les modèles étaient éteints et les experts ont offert des prévisions beaucoup plus sombres jusqu’à vendredi.

Les prévisions de fumée précises font face à de multiples défis:

  • Les modèles de fumée ne sont pas probabilistes comme le sont les prévisions météorologiques – personne ne parle d’une probabilité de 20% de ciel dangereusement enfumé comme ils le font, par exemple, d’une probabilité de 75% de pluie.
  • Des prévisions de fumée précises ne sortent qu’environ une journée.
  • Les prévisions ne permettent pas de prédire les changements de comportement des incendies de forêt, mais supposent que les incendies restent à peu près le même jour après jour.
  • Il n’existe pas une bonne surveillance de la fumée à différentes altitudes de l’atmosphère ou dans des zones géographiques étendues, en particulier dans les zones rurales. En utilisant des images satellites, les nuages ​​peuvent masquer les niveaux de fumée.
  • Les systèmes mis en place pour exécuter des modèles de fumée n’ont pas la puissance de calcul nécessaire pour analyser toutes les données nécessaires pour faire des prévisions détaillées en temps opportun.
  • La fumée peut changer le temps, ce qui affecte la fumée, créant des complications supplémentaires.

Ce dernier facteur fait partie de ce qui a démenti les prévisions selon lesquelles la fumée se dissiperait lundi. La fumée était si épaisse qu’elle a refroidi les températures d’environ 10 degrés, ce qui a réduit le mélange vertical de l’air ou du vent qui se produit lorsque la surface de la terre est chauffée.

La prévision de la fumée est compliquée. Mais alors que les gens le long de la côte ouest peuvent actuellement avoir l’impression de ne pas pouvoir supporter les conditions de fumée pendant un autre moment, du moins historiquement, les journées enfumées ne sont pas si fréquentes dans la région. Il n’ya pas eu de gros investissements dans la création d’un système robuste de prévision de la fumée à la hauteur de ce qui est disponible pour la prévision du temps.

Bien sûr, cela pourrait changer à mesure que la planète continue de se réchauffer.

«Les études sur les effets du changement climatique sur les incendies de forêt montrent qu’avec un réchauffement continu et des étés plus secs, nous nous attendons à voir plus de superficies brûlées et plus de grands feux de forêt dans tout l’ouest des États-Unis. Et là où il y a du feu, il y a de la fumée », a déclaré Crystal Raymond, spécialiste de l’adaptation au Climate Impacts Group de l’Université de Washington, par courrier électronique.

Ce qui est incertain, c’est comment la configuration du vent va changer à l’avenir et affecter la répartition de la fumée.

« Les centres de population comme San Francisco, Portland et Seattle sont susceptibles de voir plus de fumée et une qualité de l’air réduite même sans changement de vent », a déclaré Raymond, « simplement parce qu’il y a plus de chances d’avoir plus d’incendies de forêt dans la région. »

Pour l’instant, un réseau d’agences universitaires et gouvernementales gère des modèles pour faire leurs meilleures estimations sur le comportement de la fumée. Cela comprend la haute résolution Rapid Refresh-Smoke (HRRR) ou HRRR-Smoke (prononcé her-smoke) de la National Oceanic and Atmospheric Administration, les prévisions AIRPACT de l’Université de l’État de Washington, la recherche UW et les prévisions FireWork du Canada.

Les prévisions de fumée nécessitent «beaucoup d’interprétation personnelle ou humaine de l’information», a déclaré Herron-Thorpe, «alors qu’un modèle météorologique est vraiment simplifié sur le plan informatique. C’est automatique. Les prévisions de fumée doivent être digérées et examinées manuellement pour voir si elles réussissent le « test stupide ». « 

C’est-à-dire que les chercheurs doivent valider ce que les modèles leur montrent pour s’assurer que cela correspond à la réalité. La solution pour une meilleure prévision de la fumée est, peut-être ironiquement, de s’orienter davantage vers la numérisation, a déclaré Herron-Thorpe. Au lieu de créer de meilleurs modèles pour la fumée des feux de forêt, il pourrait être plus judicieux de passer à l’IA ou à l’apprentissage automatique pour superposer des informations sur le comportement des incendies et les interactions nuancées entre les particules et la météo.

« L’apprentissage automatique pourrait vraiment être la voie à suivre », a-t-il déclaré, « plutôt que de suivre le même paradigme que le modèle météorologique. »

Note de l’éditeur: Cette histoire a été mise à jour avec les commentaires de Crystal Raymond, chercheuse à l’Université de Washington.