Zoals 2020 heeft laten zien, natuurbrand frequentie, omvang en ernst bedreigt gemeenschappen en natuurlijke hulpbronnen in het westen van de VS. er is een grote vraag naar besluitvorming om risico's te beperken, de veiligheid van brandweerlieden verbeteren en de efficiëntie van de brandbestrijding verhogen.

Het Colorado Forest Restoration Institute (CFRI) van de Colorado State University heeft samengewerkt met het USDA Forest Service Rocky Mountain Research Station (RMRS) om deze onderling gerelateerde behoeften op het gebied van brand- en landbeheer aan te pakken. Drie recente publicaties van het onderzoeksteam gaan in op nieuwe manieren om risico's te beoordelen en de effectiviteit van brandbestrijding te evalueren.

"Managers nemen moeilijke beslissingen over hoe ze branden kunnen beheersen en beheersen met beperkte tijd en informatie, " zei Ben Gannon, CFRI-onderzoeker en hoofdauteur van twee van de onderzoeken. "Dit onderzoek is gericht op het ondersteunen van de ontwikkeling van risicogeïnformeerde strategieën voor brandbeheer met een beter begrip van brandeffecten en mogelijkheden voor brandweerlieden om brand veilig en effectief te blussen."

De drie publicaties behandelen onderwerpen variërend van wat er gebeurt voor en tijdens een brand tot het beoordelen van de effectiviteit van inperking na incidenten. Onderzoekers zeiden dat ze hopen dat deze groeiende samenwerking nieuwe onderzoeksgebieden op het gebied van brandbestrijding zal openen.

Mogelijke operationele afbakeningen definiëren

Potentiële brand Operationele afbakeningen, of POD's, zijn ruimtelijke brandbestrijdingseenheden begrensd door beheerskenmerken zoals wegen, rivieren en brandstofsoorten. Het indammen van natuurbranden met reeds bestaande controlefuncties is een al lang bestaande praktijk in brandbeheer, maar het identificeren van deze eenheden voor planning vóór brand is een relatief nieuw concept.

Matt Thompson van het RMRS Wildfire Risk Management Science Team is de hoofdauteur van de studie die een prototype ter ondersteuning van de besluitvorming introduceert om brandweer- en landbeheerders te helpen snel een breed scala aan informatie te verzamelen om de ontwikkeling van onderdrukkingsstrategieën op POD-schaal te begeleiden. Hij zei dat de tools die zijn team heeft gemaakt managers moeten helpen bij het afstemmen van de brandblusreacties op de lokale omstandigheden.

"De POD-samenvatting en -atlas komen echt in de voorbereidende fase, of het idee om het vuur aan te steken voordat het begint, Thompson zei. "De bedoelingen zijn om tijdsdruk en onzekerheden te verminderen, en opties voor incidentresponsbeslissingen uit te breiden."

De beslissingsondersteunende tools helpen bij het organiseren van informatie over ecologische en sociale factoren waarvan managers op de hoogte moeten zijn, zoals watervoorzieningen, leefgebied van dieren in het wild, culturele hulpbronnen, brandstofladingen en landkenmerken. Het team heeft de atlas zo ontworpen dat deze visueel en kaartgebaseerd is, zodat brandweermanagers zich snel ter plaatse kunnen aanpassen. De bijdragende auteur Mike Caggiano zei dat de kracht van de tool te vinden is in het vermogen om complexiteiten aan te pakken.

"De ecologische, sociale en beleidslagen die we beschouwen zijn niet exclusief voor elkaar, " zei Caggiano, ook een CFRI-onderzoeker. "Brand is zo'n complex beheerprobleem en we krijgen grip met deze tool en dit planningskader omdat we het probleem met de juiste hoeveelheid complexiteit aanpakken."

Early adopters van het POD-raamwerk zijn onder meer nationale bossen in Californië en Arizona. CFRI en RMRS werken eraan om het POD-proces en gerelateerde beslissingsondersteunende producten naar verschillende landschappen in Colorado en de Intermountain West te brengen.

POD-grootte kan de waterkwaliteit beschermen

Erosie door grote en ernstige bosbranden kan de watervoorziening schaden, een eindige hulpbron in het westen. In de tweede publicatie Gannon leidde een poging om het potentieel voor een gevestigd operationeel afbakeningsnetwerk voor potentiële brand in Colorado te modelleren om de gevolgen van bosbranden op de waterkwaliteit te verminderen door de grootte van de brand te beperken.

"We weten dat de omvang van de brand invloed heeft op de ernst van de gevolgen voor veel bronnen, maar we zijn pas onlangs begonnen om het aan te pakken in de risicobeoordeling voor natuurbranden, "Zei Gannon. "Begrijpen hoe de grootte van de brand de waterkwaliteit in verschillende delen van het landschap beïnvloedt, kan managers helpen om POD-groottes aan te passen om de impact te verminderen."

Gannon heeft gemodelleerd hoe vroege insluiting van bosbranden in POD's de waterkwaliteit kan beïnvloeden bij een gemeentelijke omleiding in Colorado. De resultaten van het team suggereren dat het beperken van branden tot de POD van oorsprong het verbrande gebied met maximaal 59 procent zou kunnen verminderen en de sedimentbelasting door erosie na de brand tot 55 procent. In tegenstelling tot, het beperken van de brandomvang met het huidige POD-netwerk zal naar verwachting de frequentie van overschrijdingen van de waterkwaliteitsdrempels voor gemeentelijke waterbehandeling met slechts 13 tot 34 procent verminderen, afhankelijk van de regenval na de brand. Sommige POD's zijn niet klein genoeg om de omvang van de brand tot onder de schadelijke niveaus te beperken.

Dit suggereert dat er inspanningen nodig zijn om POD's met een hoog risico strategisch in kleinere eenheden te verdelen om een ​​hoger beschermingsniveau te bereiken.

Effectiviteit van de vuurlijn

Recente archivering van gegevens over natuurbrandoperaties biedt de mogelijkheid om te onderzoeken hoeveel vuurleiding is aangelegd en hoe deze bijdraagt ​​aan het inperken van de brand. In de derde publicatie het team analyseerde vuurlijnen van 33 grote bosbranden die tussen 2017-2018 in het westen van de VS plaatsvonden om te kwantificeren hoeveel vuurlijn er over is gebrand, gehouden of niet betrokken bij branden.

Het aandeel van de vuurlinie dat in aanraking kwam met vuur en vasthield, was gemiddeld slechts 33 procent over de onderzochte incidenten. In sommige gevallen, vuur brandde over lijnen, maar veel incidenten hadden grote delen van de vuurlinie die niet in contact kwamen met het vuur.

De prestaties van de brandlijn varieerden sterk tussen incidenten als gevolg van de onverwachte groei van een individuele brand of de plaatsing van een brandonderbreking. Fire line constructie viel op in meer bevolkte gebieden. Soms werd er twee tot drie keer meer vuurlinie aangelegd in vergelijking met de uiteindelijke brandgrenzen. In tegenstelling tot, brandlijnproductie was slechts een klein deel van de omtreklengte voor veel branden op afgelegen locaties. Dit suggereert dat managers hun strategieën aanpassen op basis van waarden die risico lopen.

Gannon zei dat de belangrijkste waarde van het onderzoek is om aan te tonen hoe bestaande gegevens kunnen worden gebruikt om de effectiviteit van brandbestrijding te bewaken en te beoordelen om adaptief beheer in brandbeheerorganisaties te bevorderen.

"Dit kader voor de evaluatie van de prestaties van de brandweer biedt een grof filter om hoog- en laagpresterende branden te identificeren, " voegde hij eraan toe. "Een diepere duik is nodig om de oorzaken van inefficiënties te diagnosticeren en hoe managementstrategieën te verbeteren."

Naarmate de voortgang van de brand meer gedetailleerd is, gedrags- en onderdrukkingsrecords beschikbaar komen, Gannon en andere onderzoekers zullen dit onderwerp onderzoeken om te begrijpen welke vuurlijn en omgevingskenmerken de kans op succesvolle inperking beïnvloeden.

Onderzoekers zullen nieuwe gegevens van het brandseizoen van 2020 in Colorado - dat ernstig en aan de gang is - gebruiken om toegepaste onderzoekslijnen te ontwikkelen naar natuurbrandrisico's en veiligheidsfactoren. Het onderzoeksteam hoopt zowel de brandwetenschap als de toepassing ervan in brand- en landbeheer te bevorderen om te helpen bij de voorbereiding op toekomstige bosbranden.