science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe gecontroleerde brandwonden werken

In 2002, De Oregon-brandweerman Jose Martinez heeft een brandhaard geblust met een gecontroleerde brandset om de bewoners te beschermen tegen een naderend bosbrand. Justin Sullivan/Getty Images

In het zuiden van New Jersey, er is een 1,1 miljoen hectare (445, 154 miljoen hectare) beschermd bos, het grootste aaneengesloten bosgebied in de 45 miljoen inwoners tellende hyperstad die bekend staat als de oostkust. Dit bos heet Pinelands (of, alternatief, de dennenbomen).

Hier is een nachtmerriescenario:op een droge dag in de late lente, een van de vele bosbranden die daar ontstaan, slaat toe, de inspanningen van de brandweer om het in bedwang te houden overtreft. Veertig mijl per uur (64 kilometer per uur) winden uit het westen sturen sintels zeilen mijl voor het vuur, bomen in brand steken als ze de grond raken. Het vuur brandt zolang de wind waait, het doden van honderden inwoners en het consumeren van onroerend goed ter waarde van miljarden dollars.

Er wonen vijfhonderdduizend mensen in de Pinelands, vastgelopen tussen de bomen van een bos dat sommigen hebben beschreven als een vuurzee die wacht om te gebeuren, een brand die de recordboeken zou kunnen maken als de ergste natuurbrand in de moderne Amerikaanse geschiedenis. Het hierboven beschreven scenario is niet onwaarschijnlijk; het is de voorspelling van veel experts.

Een van de voorgestelde manieren om een ​​dergelijke catastrofe te voorkomen, is volledig contra-intuïtief:vuur met vuur bestrijden. Sommige mensen doen het al. Een landeigenaar in de Pinelands, bijvoorbeeld, verbrandt ongeveer 1, 000 acres (405 hectare) elk jaar in zijn poging een potentiële apocalyps te voorkomen [bron:Dickman].

Maar hoe kan het aansteken van kleine branden grotere branden voorkomen?

Inhoud
  1. Het achtergrondverhaal van Burning
  2. Waarom we gecontroleerde brandwonden nodig hebben
  3. Voel de brand
  4. Vlammen van de toekomst

Het achtergrondverhaal van Burning

Lynn Wolfe gebruikt een druppeltoorts om droog gras aan te steken om een ​​deel van Rachel Carson Wildlife Refuge in Maine te verbranden. Het verbranden van de bodembedekker in de natuurreservaten van de staat gebeurt in een cyclus van vijf jaar en stimuleert de groei van planten zoals Beach Plum. John Ewing/Portland Press Herald via Getty Images

Gecontroleerd branden, soms "voorgeschreven branden" of "onderdrukking vuur, " is een oude praktijk die in alle delen van de wereld wordt gebruikt om land te beheren. Mensen hebben al minstens een miljoen jaar branden gesticht, en sindsdien maken we er goed gebruik van.

In Noord-Amerika, bijvoorbeeld, historische bronnen, samen met het archeologisch archief, lijken aan te tonen dat inheemse volkeren uitgebreid gebruik maakten van vuur om wild te verdrijven en savannes en prairies te ruimen. Europeanen die in de 16e eeuw arriveerden, brachten hun eigen tradities van gecontroleerde verbranding mee om velden te creëren voor begrazing en teelt.

De herkomst van immigranten was bepalend voor de methoden die ze gebruikten. Terwijl veel van de Europeanen die in het noordoosten kwamen opdagen uit regio's waar gecontroleerde verbranding minder gebruikelijk was, de kolonisten die een groot deel van het zuiden bevolkten, zeilden vanuit Schotland, Ierland en landelijke delen van West-Engeland. Deze nieuwe bewoners hadden over het algemeen uitgebreide ervaring met het gebruik van vuur als een hulpmiddel om het landschap vorm te geven en te beheren om het hoeden en jagen te bevorderen. Hun aanpak viel toevallig samen met de praktijken van de indianen die ze verdreven, resulterend in een voortzetting van het gebruik van gecontroleerde verbranding in het Zuiden.

Na de burgeroorlog, toen rijke noorderlingen veel van de oude plantages opkochten om als jachtterrein te gebruiken, ze brachten hun tradities van brandbestrijding met zich mee. Maar het onderdrukken van branden bevorderde de groei van een bosrijke ondergroei, wat op zijn beurt leidde tot de achteruitgang van het favoriete spel van de jagers:de bobwhite kwartel.

verbaasd, de plantage-eigenaren begonnen te praten met natuurexperts van de overheid. Deze discussies leidden tot een studie uit de jaren 1920 onder leiding van ene Herbert L. Stoddard. Het probleem, Stoddard concludeerde, brandbestrijding was. De gepubliceerde bevindingen van Stoddard zijn sindsdien geïdentificeerd als een belangrijke bijdrage aan ons begrip van de vitale rol die vuur in de natuur speelt. In feite, Stoddard werd een gepassioneerde woordvoerder voor het gebruik van gecontroleerde verbranding, niet alleen ter bevordering van de jacht op wild, maar voor gezonde bossen [bron:Johnson en Hale].

Maar Stoddard had veel tegenstanders, en het zou tientallen jaren duren voordat gecontroleerd branden algemeen erkend zou worden als het essentiële instrument dat het is geworden.

Waarom we gecontroleerde brandwonden nodig hebben

Kapitein Russell Mitchell met Yosemite Fire bewaakt een gecontroleerde terugslag langs Highway 120 aan de zuidwestelijke rand van Yosemite National Park. De brand van 2013 werd gesticht om te voorkomen dat een natuurbrand zich naar het Big Oak Flat Entrance Station zou ontwikkelen. Don Bartletti/Los Angeles Times via Getty Images

Vandaag de dag, boswachters maken uitgebreid gebruik van gecontroleerde brandwonden, voor een deel van het bevorderen van gezondere bossen, maar grotendeels om grote bosbranden te voorkomen. Door branden op de juiste plaatsen aan te steken onder de juiste weersomstandigheden en met blusmiddelen bij de hand, experts kunnen het brandbare understory-materiaal opruimen dat leidt tot onbeheersbare bosbranden.

Maar zelfs als gecontroleerd branden de bovengenoemde voordelen heeft, het is zeker slecht voor het milieu. Ten slotte, bij verbranding komen fijnstof vrij in de lucht, vooral broeikasgassen zoals koolstof. Dus gecontroleerd verbranden vervuilt de lucht en draagt ​​bij aan klimaatverandering, Rechtsaf?

Ja en nee. Recente computermodelleringsstudies hebben aangetoond dat een verstandig toegepaste gecontroleerde verbranding in feite meer koolstof in bomen vastlegt dan er vrijkomt. Dat is bedankt, gedeeltelijk, aan het feit dat oude bomen veel meer koolstof vasthouden dan jongere, kleinere groei. Door de kleine dingen te verbranden, gaan de grotere dingen langer mee en houden ze meer broeikasgas vast. En, zoals eerder vermeld, gecontroleerd branden helpt bosbranden te voorkomen, die groot zijn, slechte uitstoters van koolstof [bron:Gearin].

En er zijn nog andere redenen voor gecontroleerd branden, te. Terug in de jaren 60, experts in Yosemite National Park waren verbaasd over het feit dat er geen baby sequoia's groeiden in de schaduw van de gigantische ouderlingen. Hoewel deze titanen duizenden jaren kunnen leven, ze zijn niet onsterfelijk. Ze moeten zich voortplanten. Maar dat waren ze niet. Een onderzoeker, een Dr. Richard Hartesveldt, vermoedde dat de brand er iets mee te maken zou kunnen hebben. Al decenia, de parkdienst had ijverig bosbranden onderdrukt om het bos te helpen behouden volgens hun mandaat. Hartesveldt experimenteerde met kleinschalige gecontroleerde brandwonden en ontdekte dat zijn vermoeden klopte.

Mammoetbomen zijn zeer brandwerend. Ze kunnen gemakkelijk branden met een lage intensiteit overleven, en het blijkt dat ze die branden hard nodig hebben om zich voort te planten. De hitte opent de sequoia-kegels en laat de zaden vrij. Door ondergroei op te ruimen, de vuren leggen kale grond bloot waarin de zaden kunnen ontkiemen, en door de nieuwe openingen in het bladerdak kan zonlicht de zaailingen bereiken. De parkdienst steekt nu zorgvuldig gecontroleerde en gecontroleerde brandwonden aan. [bron:National Park Service].

Vuur vernietigt niet alleen, het helpt regenereren.

Ring van Vuur

Rond de wereld, elke regio met bomen heeft een seizoen waarin bosbranden uitbreken. Door klimaatverandering, die seizoenen worden overal langer. Tussen 1979 en 2013 het wereldwijde brandseizoen steeg met 18,7 procent. Dat zorgt voor een ongelukkige feedbackloop. De 864 miljoen acres (349,6 miljoen hectare) land die jaarlijks over de hele wereld door bosbranden worden verbrand, kunnen meer dan de helft van de hoeveelheid koolstof uitstoten die fossiele brandstoffen in de atmosfeer brengen. Die toenemende broeikasgassen houden meer warmte vast, wat leidt tot hogere temperaturen, minder regenachtige dagen, snellere wind en lagere luchtvochtigheid. Die, natuurlijk, zijn precies de omstandigheden die meer bosbranden doen ontbranden. De kosten van het omgaan met het fenomeen worden nu al gevoeld. In 2005, bijvoorbeeld, Australië heeft $ 9,4 miljard uitgegeven aan het bestrijden van bosbranden. Dat was meer dan 1 procent van de jaarlijkse economische output van het hele land [bron:Erickson].

Lees verder

Voel de brand

Vrijwilliger Jonathan Hallinan bewaakt een gecontroleerde verbranding bij Appleton Farms in Ipswich, Massachusetts. Jonathan Wiggs/The Boston Globe via Getty Images

Dus hoe voeren mensen eigenlijk een gecontroleerde verbranding uit? Stap één:ze plannen. Ze plannen veel. Het "controle" -gedeelte van een gecontroleerde verbranding is de sleutel. Ten slotte, vuur is een beroemde chaotische, destructief, vaak dodelijke natuurkracht. Laat het van je afkomen, en de hel kan losbarsten. Dat gezegd hebbende, met een goede planning en uitvoering, een gecontroleerde verbranding moet goed aflopen.

De eerste stap van de eerste stap is het raadplegen van de lokale overheidstak die verantwoordelijk is voor bosbouw. Ze weten welke regels gelden, welke vergunningen nodig zijn en welke tijd van het jaar het beste is om in een bepaalde regio te branden. De lente is op veel plaatsen vaak de optimale tijd voor gecontroleerde verbranding, omdat het meestal het natste seizoen is.

Volgende, wie een brandwond uitvoert, moet precies uitzoeken waar het zal plaatsvinden en natuurlijke brandgangen identificeren (zoals wegen of watermassa's). Zij zullen dan ploegen, maai of bulldozer extra brandgangen waar nodig om het vuur te beheersen. Er moet een bemanning worden samengesteld - hoe groter hoe beter. Er zijn mensen nodig om vuur te maken, om ze te beheersen en uit te schakelen.

Degenen die verantwoordelijk zijn voor een gecontroleerde verbranding hebben geschikte apparatuur nodig. Druppelfakkels zijn het gereedschap bij uitstek om dingen te verlichten. Diverse soorten watersproeiers, harken, meppers, portofoons en/of mobiele telefoons zijn ook belangrijk om bij de hand te hebben. Bemanningsleden moeten veel drinkwater in de buurt hebben en mogen geen synthetische materialen dragen, inclusief rubber, die kunnen smelten en aan de huid kunnen kleven wanneer ze worden aangestoken. Harde hoeden, oogbescherming en ademhalingstoestellen worden ook aanbevolen.

De organisator van een gecontroleerde brandwond moet het weer in de dagen voorafgaand aan een brandwond scherp in de gaten houden. Windsnelheid, vochtigheid en temperatuur zijn allemaal belangrijke factoren als het gaat om een ​​veilige verbranding. Het Minnesota Department of Natural Resources, bijvoorbeeld, heeft aanbevolen brandwonden te vermijden wanneer de wind harder waait dan 20 kilometer per uur, de luchtvochtigheid is minder dan 25 procent en de temperatuur is boven de 80 graden Fahrenheit (27 graden Celsius).

Als alles in orde is op een branddag, de bemanning sticht vaak een klein vuurtje in een hoek van het terrein met de wind mee om te zien hoe de vlammen zich gedragen onder de gegeven omstandigheden. Als alles goed gaat, ze kunnen dan iets oplichten dat a . wordt genoemd averechts werken . De backfire-lijn is tegen de wind in tegen een brandgang. Dat betekent dat de enige richting die het kan verspreiden tegen de wind in is, dus het zal langzaam bewegen en gemakkelijk worden gecontroleerd.

Vervolgens komt de flankvuur . Zoals de naam al doet vermoeden, de flankvuren zijn de zijlijnen. Ze branden vanuit hun brandgangen loodrecht op de wind, dus ze zullen sneller verbranden dan de backfire. Terwijl de backfire en de flankfires branden, ze verbruiken de brandstof op hun pad, een steeds groter wordende brandgang achter zich latend.

Als deze brandgang groot genoeg is, de bemanning kan de aansteken hoofdvuur . Het hoofdvuur brandt met de heersende windrichting, wat betekent dat het snel verbrandt. Het zal de gecontroleerde verbranding afmaken, maar dankzij grote brandgangen gemaakt met de backfire en flankfires, het mag niet uit de hand lopen.

Eindelijk, wanneer de verbranding voltooid is, het is tijd om "op te dweilen, " wat betekent dat alle aanhoudende vlammen of sintels worden gedoofd. Dat kan betekenen dat bomen die nog in brand staan ​​moeten worden gekapt en in het algemeen alles dat nog brandt of rookt, moet worden doordrenkt met water.

Vlammen van de toekomst

Brandweerman Elizabeth Ferolito houdt een gecontroleerde backfire in Irvine in de gaten, Californië, ingesteld om huiseigenaren te beschermen als een wildvuur woedt. Ann Johansson/Getty Images

Zuid-Californië is altijd in het nieuws vanwege verwoestende bosbranden die hele buurten platbranden, dus de staat zou zeker kunnen profiteren van gecontroleerde verbranding, Rechtsaf? Dat dachten brandweermannen lang. In hun pogingen om de jaarlijkse branden te bedwingen, ze staken vaak de chaparral in brand, een dichte, netelig, struikachtige wirwar van vegetatie die de canyon-kanten bedekt.

Al dat branden deed absoluut niets om bosbranden te verminderen of de schade die ze veroorzaakten te verminderen. Nu beginnen onderzoekers te begrijpen waarom dat zo is. Gecontroleerde brandwonden helpen de prevalentie en impact van bosbranden te verminderen in bepaalde soorten bossen waar, als ze aan zichzelf worden overgelaten, de bossen zullen om de 10 tot 15 jaar ontbranden.

Maar chaparral is niet dat soort vegetatie. Toen experts het geologische record bestudeerden, ze beseften dat, op zichzelf, chaparral gaat maar eens in de 100 jaar in vlammen op. En wanneer het gebeurt, het regenereert heel langzaam. Dus door de chaparral regelmatig te verbranden, brandweerlieden hadden per ongeluk het landschap ontdaan van natuurlijke, brandwerende soorten en laat invasief, meer ontvlambare vegetatie neemt zijn plaats in [bron:Oskin]. In dit specifieke geval, met andere woorden, gecontroleerd branden was contraproductief.

Er is geen algemene regel voor hoe (en of) gecontroleerd branden gunstig is. Het hangt allemaal af van de regio. Lokale soorten en het weer bepalen wat het beste werkt en waar. Nemen, bijvoorbeeld, de eerder genoemde computermodellering over koolstofafvang. Die simulaties werden uitgevoerd in een ponderosa-dennenbos in het noorden van Arizona. De resultaten zijn niet per se ergens anders van toepassing.

In feite, een bosbouwexpert in Oregon betwijfelt of een noordoostelijk bos dat wordt beheerd met gecontroleerde verbranding meer koolstof zou bevatten dan een bos dat dat niet was. Hoewel het erop lijkt dat gecontroleerde verbranding in zuidoostelijke bossen de atmosfeer helpt, hetzelfde kan niet noodzakelijkerwijs gezegd worden van andere bossen.

Hoe dan ook, gecontroleerde brandwonden helpen het milieu op andere manieren. Door open luifels te behouden, vuur kan de structuur en variëteit van een bos verbeteren, waardoor het beter bestand is tegen klimaatverandering [bron:Gearin]. Paradoxaal genoeg, het lijkt erop dat we dit geweldige, vernietigende kracht om de schade die we aan het ecosysteem hebben toegebracht te beperken.

Veel meer informatie

Notitie van de auteur:Hoe gecontroleerde brandwonden werken

Elke winterochtend een vuurtje in mijn houtkachel aansteken, komt het dichtst in de buurt van een gecontroleerde verbranding. Een paar weken geleden, de besturing faalde toen we een schoorsteenbrand hadden. Het is al zenuwslopend genoeg om een ​​kachelpijp rood te zien worden van de hitte, maar wanneer de bovenkant van de schoorsteen vlammen uitschiet, het is tijd om 911 te bellen. Gelukkig, het vuur brandde vanzelf uit en alles was goed. Maar 20 minuten semi-ongecontroleerd branden was meer dan genoeg voor mij om opnieuw respect voor de kracht van vuur te leren.

gerelateerde artikelen

  • Hoe vuur werkt
  • Hoe duurzame bosbouw werkt
  • Hoe beïnvloeden bomen het weer?
  • Hoe de opwarming van de aarde werkt
  • Hoe bosbranden werken

Meer geweldige links

  • Forest Stewardship Council
  • U.S. Forest Service
  • Amerikaanse National Park Service

bronnen

  • Choi, Karel. "Mensen gebruikten vuur 1 miljoen jaar geleden." Ontdekkingsnieuws. 2 april, 2012. (21 april, 2016) http://news.discovery.com/history/archaeology/human-ancestor-fire-120402.htm
  • Dickman, Kyle. "Zal Amerika's ergste natuurbrand gebeuren in New Jersey?" Rollende steen. 20 april 2016. http://www.rollingstone.com/culture/features/will-americas-worst-wildfire-disaster-happen-in-new-jersey-20160420
  • Ellis, Erle C. et al. "Gebruikte planeet:een wereldwijde geschiedenis." Proceedings van de National Academy of Sciences. Vol. 110, Nr. 20. Pagina's 7978-7985. 29 april 2013. (21 april 2016) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3657770/
  • Milieubeschermingsbureau. "Wildfires en voorgeschreven branden." (19 april, 2016) https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch13/final/c13s01.pdf
  • erickson, David. "Uit onderzoek blijkt dat klimaatverandering de duur van natuurbrandseizoenen over de hele wereld vergroot." Missouliaans. 18 juli 2015. (26 april 2016) http://missoulian.com/news/local/study-finds-climate-change-is-increasing-length-of-wildfire-seasons/article_f702047f-6627-5745-93ea-1ac29b095123.html
  • Gearin, Conor. "Gecontroleerde branden kunnen bossen daadwerkelijk redden en klimaatverandering bestrijden." Volgende, PBS. 30 okt. 2015. (19 april, 2016) http://www.pbs.org/wgbh/nova/next/earth/controlled-fires-could-actually-save-forests-and-fight-climate-change/
  • johnson, A. Sydney en Philip E. Hale. "De historische grondslagen van voorgeschreven branden voor dieren in het wild:een zuidoostelijk perspectief." USDA Bosdienst. (18 april, 2016) http://originwww.nrs.fs.fed.us/pubs/gtr/gtr_ne288/gtr_ne288_011.pdf
  • Minnesota Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen. "De voordelen van voorgeschreven branden op privéland." 1994. (18 april, 2016) http://files.dnr.state.mn.us/assistance/backyard/privatelandhabitat/benefits_prescribe_burning.pdf
  • Montiel, Cristina en Daniel Kraus (red.). "Best Practices of Fire Use - Voorgeschreven programma's voor branden en onderdrukken van brand in geselecteerde case-study-regio's in Europa." Europees Bosinstituut. 2010. (18 april, 2016) https://www.ucm.es/data/cont/docs/530-2013-10-15-efi_rr2449.pdf
  • Dienst Nationale Parken. "Reuzensequoia's en vuur." (19 april, 2016) https://www.nps.gov/seki/learn/nature/fic_segi.htm
  • Oskin, Becky. "Branden bestrijden:je doet het verkeerd." Wetenschap. 14 januari 2013. (21 april 2016) http://www.livescience.com/26257-fighting-chaparral-fires-myths-busted.html
  • Rianne, Kevin C. et al. "Voorgeschreven vuur in Noord-Amerikaanse bossen en bossen:geschiedenis, De huidige praktijk, en uitdagingen." Grenzen in de ecologie en het milieu. 2013. Vol. 11, Iss. 1. Pagina's e15-e24. (18 april, 2016) http://www.fs.fed.us/rm/pubs_other/rmrs_2013_ryan_k002.pdf
  • sneeuw, Wallis. "Alberta Family verwoest door wildvuur deelt overlevingsverhaal." CBC-nieuws. 20 april 2016. (18 april, 2016) http://www.cbc.ca/news/canada/edmonton/alberta-family-devastated-by-wildfire-shares-survival-story-1.3545506
  • zwaan, Glenn. "Een bos branden om het te redden." De New York Times-blog. 26 september 2012. (18 april, 2016) http://green.blogs.nytimes.com/2012/09/26/burning-a-forest-to-save-it/?_r=0
  • Willems, Gerald W. "Referenties over het Amerikaanse Indianengebruik van vuur in ecosystemen." USDA Bosdienst. 18 mei 2001. (18 april, 2016) http://www.wildlandfire.com/docs/biblio_indianfire.htm

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wat zijn de verschillen tussen een plant en een dierlijke cel onder een microscoop?
  2. Hoe de immuunrespons bijdraagt aan Homeostasis
  3. Welke drie omstandigheden zijn ideaal voor bacteriën om te groeien?
  4. Wat is een virus,
  5. How Do Living Things Grow?
  6. Science Fair Project Ideas for Dentistry
  7. Wat zijn de voordelen van Ribosomes?
  8. Wat betekent ##### in Excel?
  9. Maak kennis met Cheddar Man:Your New Stone Age Crush

Wetenschap