Hoewel droogte en overwoekerde bossen vaak de schuld krijgen van grote branden in het westen van de Verenigde Staten, nieuw onderzoek met behulp van unieke NASA-voor-en-na-gegevens van een megafire-site geeft aan dat sterk gelokaliseerde winden soms een veel grotere rol spelen - het creëren van grote, vernietigende branden, zelfs als de regionale wind zwak is.

De studie werd geleid door het National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado. Het concentreerde zich op de 2014 King Fire, met behulp van gegevens van instrumenten in de lucht beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, met geavanceerde computersimulaties van NCAR. De King Fire vond plaats in het Sierra Nevada-gebergte tijdens de ernstige meerjarige droogte in Californië en brandde meer dan 97, 000 hectare (39, 000 hectare).

Het onderzoeksteam ontdekte dat wind - zowel zeer gelokaliseerde winden die verband houden met de topografie als winden veroorzaakt door de brandende hitte van de vlammen - de reden waren dat het vuur op een middag plotseling 24 kilometer door een steile kloof liep. Winden zoals deze, soms slechts een paar honderd meter breed, vaak onopgemerkt blijven door weerstations die zich op enkele kilometers afstand kunnen bevinden. In feite, enkele dagen voor de brand, nabijgelegen weerstations maten alleen zwakke wind.

"Dit brengt verschillende wijdverbreide en grotendeels onbetwiste veronderstellingen in twijfel, zoals zeer grote branden die worden veroorzaakt door de ophoping van vegetatie, aanhoudende droge omstandigheden, of extreme omstandigheden vereisen, " zei NCAR-wetenschapper Janice Coen, de hoofdauteur van de studie. In het koningsvuur, ze wees erop, "Kleinschalige wind en wind gegenereerd door de brand hadden een veel grotere impact op deze brand, en mogelijk vinden anderen het leuk, dan een van de andere factoren."

JPL-wetenschapper Natasha Stavros, een co-auteur van de studie, zei, "De metingen in de lucht van NASA waren uniek omdat we de verticale structuur van het bos voor en na een brand hebben waargenomen. Deze waarnemingen stellen ons in staat om het type brandstof beter te identificeren:gras, struiken, of bomen. Dat verbeterde de modelsimulaties, in het bijzonder van hoe het vuur zich verspreidde in gebieden waar eerdere branden hadden gebrand of hout was zoals geoogst, en in gebieden waar de ernst van de brandwonden het grootst was."

Experimenteren met een Megafire

Grote en vernietigende megabranden komen steeds vaker voor in het westen van de Verenigde Staten. Experts schrijven dit toe aan een veranderend klimaat, wat zorgt voor warmere en soms drogere omstandigheden, of tot een eeuw van brandbestrijdingsbeleid waardoor bossen meer vegetatie hebben om de vlammen aan te wakkeren dan in het verleden. Wetenschappers kunnen niet experimenteren met grote en destructieve bosbranden, dus zijn ze teruggevallen op het onderzoeken van statistische correlaties om te proberen de belangrijkste factoren die verband houden met megabranden te achterhalen.

Het gebied verteerd door de King Fire, echter, eerder in kaart waren gebracht door JPL's Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) en MODIS/ASTER Airborne Simulator (MASTER) instrumenten in zichtbare en thermische infrarode golflengten, evenals door een lidar-instrument van de US Forest Service, resulterend in een uitgebreide database over de bosstructuur en vegetatietypes. In aanvulling, de auteurs hadden toegang tot thermische beelden uit de lucht die tijdens de brand waren verzameld. De gedetailleerde gegevens gaven hen een zeldzame kans om een ​​echte natuurbrand te recreëren in een geavanceerd NCAR-computermodel dat weersvoorspelling en brandgedrag combineert, het belang van verschillende factoren te testen.

Simulaties van de King Fire onder extremere droogteomstandigheden hebben de uiteindelijke omvang van de brand niet veranderd of de uitbreiding ervan aanzienlijk veranderd, en simulaties met de helft van de werkelijke brandstoflading (zoals die zou kunnen bestaan ​​in een minder begroeid bos) ontvouwden zich op ongeveer dezelfde manier als de echte brand.

De wetenschappers concludeerden dat het vuur in de kloof sterker werd vanwege de hellende hellingen. Droogte of toegenomen vegetatie hielpen het vuur om de sterke opwaartse luchtstroom te genereren die de vlammen op de helling van de kloof trok. Deze factoren hadden weinig invloed, terwijl de brand op vlakkere grond was.

"Dit is slechts één geval, maar het illustreert hoe de oorzaken van een megabrand soms verkeerd worden begrepen, ' zei Koen.

De studie, getiteld "Deconstructie van de King Megafire, " werd gepubliceerd in het tijdschrift Ecologische toepassingen . Het onderzoek werd gefinancierd door NASA.