(english version below)

Au cours de la deuxième semaine de juin, un ciel laiteux a été observé au-dessus du Valais et certaines parties de l’Europe. Ce phénomène a été causé par de la fumée transportée à travers l’Atlantique depuis d’importants incendies de forêt au Canada (voir Fig. 1). Les feux de forêt émettent d’énormes quantités de particules en suspension dans l’air — des particules minuscules plus de 20 fois plus petites que le diamètre d’un cheveu humain — ainsi que de l’ozone. Ces deux polluants peuvent parcourir des milliers de kilomètres via la circulation atmosphérique.

Ces particules, appelées aussi aérosols, influencent notre climat en diffusant et en absorbant la lumière solaire, ce qui peut entraîner des conditions brumeuses et une réduction de la visibilité (voir Fig. 2). En fonction de leurs propriétés et de leur position dans l’atmosphère, les aérosols peuvent provoquer un refroidissement ou un réchauffement local. Ils jouent également un rôle crucial dans la formation des nuages en servant de noyaux autour desquels les gouttelettes d’eau se condensent. Outre leurs effets climatiques, les aérosols et l’ozone sont des polluants atmosphériques majeurs qui peuvent nuire à la santé humaine. Une exposition prolongée à des concentrations élevées est associée à des maladies respiratoires et cardiovasculaires, et contribue à des millions de décès prématurés chaque année, selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS).

Des chercheurs du Laboratoire de recherche sur les environnements extrêmes (EERL), rattaché à l’EPFL et basé à Sion, ont suivi de près cet événement. À l’aide d’un ceilomètre — un instrument de télédétection à base de laser qui détecte les particules à différentes altitudes — installé au Centre de recherche environnementale alpin et polaire (EPFL-ALPOLE), les scientifiques ont suivi le déplacement vertical du panache de fumée.

Le ceilomètre mesure le “rétrodiffusé atténué”, c’est-à-dire la quantité de lumière réfléchie par les particules en suspension. La figure 3a montre une série chronologique de ce signal, indiquant clairement le panache de fumée (visible en vert vif) apparaissant à environ 3 000 mètres d’altitude juste avant le 8 juin. Avec le temps, le panache est progressivement descendu dans la couche limite atmosphérique — la partie la plus basse de l’atmosphère, qui s’étend jusqu’à environ 1 à 2 kilomètres au-dessus du sol — atteignant finalement la surface.

Parallèlement, des mesures au sol à Sion ont révélé une augmentation significative des concentrations de PM2.5 et PM10 — des particules de moins de 2,5 et 10 micromètres, respectivement (Fig. 3b). Ces niveaux ont dépassé les limites journalières recommandées par l’OMS, qui ne devraient pas être franchies plus de trois fois par an. Le 11 juin, les concentrations de PM10 ont atteint un pic de 70 microgrammes par mètre cube. Les niveaux de pollution ont ensuite commencé à diminuer, grâce à des processus naturels comme la sédimentation (les particules retombent au sol) et la déposition humide due aux précipitations, notamment après un orage survenu dans la soirée du 13 juin.

Bien que des événements de cette ampleur soient relativement rares en Europe, ils mettent en lumière les effets de grande portée de la circulation atmosphérique et du changement climatique. Le déplacement des panaches de fumée à travers les continents dépend des conditions météorologiques et des précipitations. Un épisode similaire s’était produit durant l’été 2023, et avec la hausse des températures et la multiplication des incendies, ce type d’épisode de pollution transcontinentale pourrait devenir de plus en plus fréquent à l’avenir.

Canadian wildfires impact air quality in Valais

During the second week of June, hazy skies were observed over Valais and parts of Europe. This was caused by smoke transported across the Atlantic from large-scale forest fires in Canada (see Fig. 1). Wildfires emit vast quantities of aerosol particles—tiny airborne particles more than 20 times smaller than the width of a human hair—as well as ozone. Both of these pollutants can travel thousands of kilometers through atmospheric circulation.

These particles, also known as aerosols, influence our climate by scattering and absorbing sunlight, which can lead to hazy conditions and reduced visibility (see Fig. 2). Depending on their properties and where they are in the atmosphere, aerosols can cause local cooling or warming. They also play a critical role in cloud formation by acting as nuclei around which water droplets condense. Beyond their climatic effects, both aerosols and ozone are significant air pollutants that can harm human health. Prolonged exposure to high concentrations is linked to respiratory and cardiovascular diseases and contributes to millions of premature deaths annually, according to the World Health Organization (WHO).

Researchers at the Extreme Environments Research Laboratory (EERL), part of EPFL and based in Sion, closely monitored the event. Using a ceilometer—a laser-based remote sensing instrument that detects particles at different altitudes—installed at the Alpine and Polar Environmental Research Center (EPFL-ALPOLE), scientists tracked the vertical movement of the smoke plume.

The ceilometer measures “attenuated backscatter,” or how much light is reflected by airborne particles. Figure 3a shows a time series of this signal, clearly indicating the smoke plume (seen in bright green) appearing around 3,000 meters altitude just before June 8th. Over time, the plume gradually descended into the atmospheric boundary layer—the lowest part of the atmosphere, extending up to about 1–2 kilometers above ground—eventually reaching the surface.

Simultaneously, ground-level measurements in Sion showed a significant rise in the concentration of PM2.5 and PM10—particles smaller than 2.5 and 10 micrometers, respectively (Fig. 3b). These levels exceeded the WHO’s recommended daily limits, which should not be surpassed more than three times per year. On June 11th, PM10 levels peaked at 70 micrograms per cubic meter. The pollution levels then began to decline, aided by natural processes such as sedimentation (particles settling to the ground) and wet deposition from rainfall, particularly after a thunderstorm on the evening of June 13th.

While events of this magnitude are relatively rare in Europe, they highlight the far-reaching effects of atmospheric circulation and climate change. The movement of smoke plumes across continents depends on weather patterns and precipitation. A similar episode occurred in the summer of 2023, and with rising temperatures and more frequent wildfires, such transcontinental pollution events may become increasingly common in the future.