Een team van onderzoekers van het University of Missouri College of Agriculture, De School of Natural Resources van Food and Natural Resources en de United States Forest Service blijven zich inspannen om te onderzoeken hoe het klimaat de frequentie van natuurbranden beïnvloedt.

De groep, waaronder Richard Guyette, Michael Stambaugh, Daniel Dey en Rose-Marie Muzika, heeft enkele jaren geleden het Physical Chemical Fire Frequency Model (PC2FM) ontwikkeld. Het model richt zich op twee variabelen - temperatuur en neerslag - om te begrijpen hoe het klimaat natuurbranden over de hele wereld veroorzaakt.

"De ontwikkeling van dit model begon als een gesprek over wat de natuurbrandfrequentie in de hele Verenigde Staten regelt, " zei Stambaugh, een universitair hoofddocent in de bosbouw. "Ja, mensen kunnen vuur beheersen, maar de andere grote drijfveer is het klimaat - en daar waren we echt in geïnteresseerd, vooral in de toekomst. Hoe beperkt het klimaat vuur en kunnen we het voorspellen? We begonnen na te denken over de natuurkunde en scheikunde die betrokken zijn bij het starten van een enkele natuurbrand en dat in de loop van de tijd te relateren.

"We denken echt dat het model krachtig is. De volgende stap was om afstand te nemen van de plaatsen waar we validatiegegevens hebben en te kijken naar wat het model voorspelde voor alle temperatuur- en neerslagcombinaties. We zijn niet per se geïnteresseerd in waar die klimaatomstandigheden zijn, maar, liever, wat zegt het model over hoe vaak bosbranden in die omgeving naar verwachting zullen voorkomen?"

Het model is de afgelopen jaren voortdurend verfijnd, deels door veldwerk, zoals het verzamelen van gegevens over brandwonden van oude bomen. Brandlittekens worden gebruikt als een maatstaf voor wanneer en hoe vaak branden over een lange periode hebben plaatsgevonden. Dat werk heeft geresulteerd in een tijdschriftartikel, gepubliceerd in PLOS EEN , detaillering wildvuur reacties op temperatuur en neerslag. Hoewel bosbranden niet volledig kunnen worden voorkomen, het model kan worden gebruikt om inzicht te krijgen in de invloed van het klimaat op de kans op natuurbranden en waar en waarom het in verschillende regio's verandert.

"We hebben dit model ontwikkeld met behulp van concepten en vergelijkingen die worden gebruikt om chemische reactiesnelheden te voorspellen, ' zei Stambaugh.

"We hebben ze geherformuleerd voor bosbranden in boslandschappen.

We begonnen na te denken over manieren waarop het model zou kunnen worden gebruikt om de chemie van bosbranden te onderzoeken, aangezien vuur in wezen een chemische reactie is. Bijvoorbeeld, in het laboratorium, u wilt misschien weten hoe snel een chemische reactie plaatsvindt onder bepaalde omstandigheden. In bossen, de vraag is vergelijkbaar; je wilt weten hoe vaak bosbranden voorkomen in een bepaald klimaat. Om het model te ontwikkelen, we hadden langetermijngegevens nodig over hoe vaak branden op veel verschillende plaatsen voorkomen. Naarmate we meer van deze gegevens verzamelden, het was duidelijk dat ons model heel goed werkte. We hebben met veel van onze collega's in andere delen van de wereld overleg gepleegd, en ze waren het er in het algemeen over eens."

Het team heeft door de VS en de wereld gereisd om uit de eerste hand te kijken naar bosbranden in verschillende klimaatomstandigheden. Die reis heeft geleid tot belangrijke informatie over hoe het klimaat en de omgeving van een gebied het optreden van natuurbranden kunnen beperken of versterken.

"Je kunt patronen zien in de wereldwijde natuurbrandfrequentie die duidelijk voorspelbaar zijn, " zei Stambaugh. "Bijvoorbeeld, Groenland brandt niet. Het is te ijzig en nat. Het zit aan de ene kant van het spectrum. De andere kant van het spectrum is een plek als de Sahara, die ook niet brandt. Het is te droog en er is niet genoeg brandstof. Tussen die twee uitersten, we waren ervan overtuigd dat er een manier was om de overgang te beschrijven."

De reis leverde ook nieuwe data op voor het team om te analyseren en ideeën voor verbetering. Lange records van bosbranden zijn de sleutel tot het verbeteren van het model. Het team genereert voortdurend nieuwe gegevens uit hun onderzoek naar historische branden, samen met soortgelijke gegevens ontwikkeld door collega's, om hun model te trainen en te valideren.

"Sommige van de eerste gegevens die werden gebruikt om het model te ontwikkelen, waren afkomstig uit eerdere onderzoeken die de brandgeschiedenis van een enkele plaats beschreven, ' zei Stambaugh.

"Veel van die plaatsen zijn zeer klimatologisch divers. we hebben gegevens van natte en warme plaatsen zoals Louisiana, natte en koude plaatsen zoals Washington, droge en warme plaatsen zoals Australië. We wilden gegevens van een breed scala aan klimatologische omstandigheden opnemen. Dit heeft ons in staat gesteld om de uitersten vast te leggen, mensen laten zien waar verschillende plaatsen passen langs een gradiënt van natuurbrandfrequentie, evenals de nauwkeurigheid van onze voorspellingen versus wat er in het verleden is gebeurd."

Toen het team temperatuur- en neerslaggegevens in hun model begon in te voeren, ze werden aangemoedigd dat hun modelvoorspellingen ongelooflijk veel leken op de werkelijke natuurbrandpatronen.

"We zijn constant verrast door de nauwkeurigheid van het model, vooral gezien het feit dat het geen supercomplex model is, " zei Stambaugh. "Het is geen model dat een model voedt dat een ander model voedt. Het is één model met twee variabelen:temperatuur en neerslag. Het model komt uit de chemie en is netjes verpakt."

Stambaugh voegde eraan toe dat de modelresultaten nieuwe informatie verschaffen over hoe de frequentie van natuurbranden verandert en waar klimaatomstandigheden in de toekomst de frequentie van natuurbranden zouden kunnen verhogen. Er zijn maar weinig tools met deze mogelijkheid. Op nationaal niveau is dit kan de sleutel zijn voor veel toepassingen zoals brandbeheer, natuurbrandrisico en paraatheid, het begeleiden van natuurbrandbeleid, toekomstige rookemissies voorspellen, enzovoort.

"In de Verenigde Staten, we hebben bosbranden zo goed geblust sinds het begin van de twintigste eeuw dat we maar weinig voorbeelden hebben van het natuurlijke bereik van variabiliteit, "Zei Stambaugh. "Door branden in de afgelopen eeuw te blussen, we zijn voorbeelden kwijt van hoe het klimaat natuurbranden kan beïnvloeden. Vandaag, daar is weinig uiting van. Veel plaatsen hebben in het verleden veel vaker gebrand. De historische gegevens en dit model laten ons echt zien hoe bosbranden varieerden door klimaatomstandigheden.

"We zien door de littekens veel bewijs van eerdere branden op bomen. Als land, als we hadden geweten hoe vaak branden in het verleden voorkwamen en hoe ze per regio verschilden, dan hebben we er in de afgelopen eeuw misschien voor gekozen om het anders te doen op het gebied van bosbeheer, vooral in regio's die zeer vatbaar zijn voor frequente of ernstige bosbranden."

Stambaugh zei dat het team al werkte aan natuurbrand-klimaatprojecten voor de United States Geological Survey. Ze werkten aan het maken van modelschattingen en kaarten van de frequentie van natuurbranden voor toekomstige klimaatscenario's.

"Ik denk dat ons onderzoeksteam uniek creatief en kwantitatief is geweest, " zei Stambaugh. "Het is een van onze sterke punten geweest die wordt geïllustreerd door de ontwikkeling van dit natuurbrand- en klimaatmodel. Ik geloof echt dat het model ons begrip van bosbranden aanzienlijk heeft verbeterd en een belangrijke bijdrage levert aan de wetenschap over natuurlijke hulpbronnen."