Klimaatverandering en bosbranden - Het is een brandbare mix met kostbare verwoestingen en dodelijke gevolgen. Met als doel het verband tussen de twee variabelen te begrijpen, onderzoekers hebben door de jaren heen de effecten van klimaat- en natuurbrandinteracties in het Sierra Nevada-gebergte bestudeerd. Dat onderzoek is geëvolueerd naar leren over de verspreiding van bomen, de omvang van de bosbedekking en de koolstofdynamiek.

Echter, de meeste eerdere studies hebben gekeken naar de relatie tussen klimaatverandering en het gebied dat is verbrand door natuurbranden als gevolg van klimatologische invloeden op natuurbranden. Vuur is een zelfbeperkend proces dat wordt beïnvloed door productiviteit. Nog, veel vuurprojecties veronderstellen voldoende vegetatie om vuur te ondersteunen, met substantiële gevolgen voor de koolstofdynamiek en -emissies.

Het klimaat beïnvloedt de vegetatie direct en via klimaatgemedieerde verstoringsprocessen, zoals bosbranden. Typisch, de hoeveelheid verbrand gebied en temperatuur zijn positief geassocieerd op basis van de beschikbaarheid van vegetatie om te verbranden. De interactie met vegetatie, die de brandstof levert om het vuur te laten branden, is niet diepgaand onderzocht.

Nutsvoorzieningen, wetenschappers, waaronder Matthew Hurteau in de afdeling Biologie van de Universiteit van New Mexico, onderzoeken meer gegevens via simulaties van bosbranden in de Sierra Nevada om hun begrip tussen eerdere en toekomstige bosbranden te verbeteren. Ze veronderstelden dat eerdere bosbranden en hun invloed op de vegetatie, in combinatie met een veranderend klimaat en de invloed daarvan op het herstel van de vegetatie na een natuurbrand, zou de omvang van bosbranden in de toekomst waarschijnlijk beperken.

Het onderzoek getiteld "Vegetatie-brandfeedback vermindert het geprojecteerde gebied dat wordt verbrand onder klimaatverandering, " werd vandaag gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , en werd uitgevoerd om de interactie tussen klimaat en natuurbranden beter te begrijpen en hoe dat de uitstoot van natuurbranden beïnvloedt, en vervolgens, luchtkwaliteit in het Sierra Nevada-gebergte.

Met behulp van een landschapsmodel dat bos- en branddynamiek simuleert, Hurteau en zijn collega's voerden simulaties uit waarbij het klimaat de enige invloed was op het verbrande gebied (statisch) en waar de interactie van het klimaat en eerdere brandgebeurtenissen op zowel de ontvlambaarheid als de beschikbaarheid van de brandstof het verbrande gebied beïnvloedde (dynamisch).

"Met behulp van een ecosysteemmodel, waaronder fotosynthese en ademhaling, we konden vastleggen hoe de vegetatie zou reageren op het klimaat en het verbrande gebied gedurende elk decennium, " zei Hurteau. "We gebruikten de output van het ecosysteemmodel van elk decennium en een statistisch model dat rekening hield met de effecten van eerder verbrand gebied en klimaat om de brandgrootteverdelingen voor het volgende decennium opnieuw te schatten en de effecten van eerdere bosbranden vast te leggen."

Wat ze vonden was een beetje verrassend. Ze hadden verwacht dat eerdere brandgebeurtenissen en hun effect op de hoeveelheid brandstof die beschikbaar is om in het bos te verbranden, een grote beperking zou opleggen aan het toekomstige verbrande gebied. Wetenschappers noemen het een brandstofbeperkend effect van eerdere brandgebeurtenissen, maar ze ontdekten dat het niet erg lang meegaat en dat het niet zo groot is als ze hadden gedacht.

"We ontdekten dat in vergelijking met de statische scenario's, waar klimaat de enige invloed is op het verbrande gebied, rekening houdend met de interactie van eerdere branden en klimaat met de beschikbaarheid van brandstof en de ontvlambaarheid matigt het totale verbrande gebied in de Sierra Nevada in de loop van deze eeuw slechts met ongeveer 7,5 procent. Dit is veel lager dan we hadden verwacht, omdat voldoende vegetatie zich na een brand kon herstellen, zodat een verbrand gebied vrij snel een volgende brand zou kunnen dragen, ' zei Hurteau.

Als onderdeel van de studie, Christine Wiedinmyer, een atmosferische chemicus en de associate director aan de University of Colorado's Science bij Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, bouwde voort op het werk van Hurteau en anderen om het niveau van luchtverontreinigende emissies te bereiken door te kijken naar de rookontwikkeling van bosbranden in verschillende klimaten met verschillende soorten vegetatie.

Wiedinmyer gebruikte de informatie van de andere onderzoekers om te bepalen hoe de veranderingen in de hoeveelheid verbrande vegetatie van invloed zijn op het aantal luchtverontreinigende stoffen die door de bosbrandrook worden uitgestoten. De opname van de nieuwe vegetatiedynamiek veranderde de schattingen van de uitstoot van vervuilende natuurbranden - wat uiteindelijk de luchtkwaliteit kan beïnvloeden. De mogelijkheid om meer gedetailleerde voorspellingen van vegetatie/natuurbranden/emissies te verkrijgen, zal luchtkwaliteitsmanagers in staat stellen betere voorspellingen te doen van de gevolgen van natuurbranden voor de luchtkwaliteit in de toekomst.

"Deze studie onthulde dat natuurbrandactiviteit niet alleen wordt beïnvloed door het klimaat, maar ook door vegetatie en eerdere branden, " zei Wiedinmyer. "Als je al deze componenten opneemt in voorspellingen van natuurbranden, kan dit onze voorspellingen van de luchtverontreinigende stoffen van natuurbranden veranderen. Dit is belangrijk omdat die informatie luchtkwaliteitsmanagers kan helpen te weten wat ze kunnen verwachten en hoe ze dit kunnen plannen."

"Het voordeel van onze bevindingen is meer in termen van het verbeteren van ons begrip van de mogelijke uitdagingen waarmee gemeenschappen worden geconfronteerd in de luchtschuren die worden getroffen wanneer een natuurbrand in de Sierra Nevada brandt, " zei Hurteau. "Het is ook gunstig voor de beleidsplanning. Vanuit het perspectief van managementplanning, dit werk laat ons in feite zien dat de effecten van een van die eerdere brandgebeurtenissen slechts ongeveer een decennium van invloed zijn, en dat er genoeg hergroei van vegetatie is in de voetafdruk van een natuurbrand die zich binnen 10 jaar heeft voorgedaan en die weer vuur kan dragen."

Hurteau merkte op dat het klimaatactieplan van Californië afhankelijk is van voortdurende koolstofopname door natuurlijke vegetatiesystemen in de staat om de door de mens veroorzaakte koolstofdioxide-emissies in evenwicht te brengen. "Dit helpt een deel van de onzekerheid rond toekomstige bosbranden te beperken en hoe dit de koolstofopname door het bos zal beïnvloeden, " hij zei.

Het onderzoek was een gezamenlijke inspanning waarbij wetenschappers uit verschillende disciplines betrokken waren, waaronder biologie, lucht chemie, engineering, waaronder Shuang Liang aan de Universiteit van Illinois en LeRoy Westerling aan de Universiteit van Californië, Merced.

"We waren in staat om natuurbranden op een nieuw detailniveau te bekijken en samen te werken om een ​​groter beeld te krijgen van hoe natuurbranden zich in verschillende omstandigheden gedragen. ", voegde Wiedinmyer eraan toe.