Omdat bosbranden vaker branden in het westen van de Verenigde Staten, onderzoekers van het Pacific Northwest National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy proberen te begrijpen hoe uitgebreid branden branden. Hun onderzoek, geholpen door machine learning-technieken die branden sorteren op de omstandigheden die eraan voorafgaan, laat niet alleen zien dat het risico op natuurbranden toeneemt, maar beschrijft ook de rol die vocht speelt bij het inschatten van brandgevaar.

In bevindingen die dinsdag virtueel werden gedeeld tijdens de herfstbijeenkomst van de American Geophysical Union in 2020, 1 december atmosferische wetenschappers Ruby Leung en Xiaodong Chen hebben hun studie gedetailleerd van decennialange natuurbrandrecords en nieuwe simulaties van vroegere klimaatomstandigheden, die ze gebruikten om variabelen te identificeren die tot bosbranden leiden. De twee zullen dinsdag virtueel vragen beantwoorden, 8 december

Verrassend genoeg, net genoeg vochtigheid in de lucht - niet genoeg om tot neerslag te leiden - kan de kans op bliksem vergroten, die droge graslanden of door water uitgehongerde bomen kunnen doen ontbranden. Het CZU Lightning Complex brandt in Santa Cruz, Californië, bijvoorbeeld, werden zondag getriggerd door bliksem, 16 aug. 2020, en verbrandde bijna 1, 500 structuren.

Hoewel wetenschappers het belang van dergelijke hydro-meteorologische omstandigheden kennen, het genereren van voldoende gegevens om langdurige trends in bodemvocht of vochtigheid te ontrafelen en hun invloed grondig weer te geven, is pas sinds kort mogelijk door computationele vooruitgang in modellering, volgens Leung.

Wildvuur op type

De onderzoekers gebruikten machine learning om bosbranden in te delen in "types, " categorieën produceren zoals branden die toeslaan als de grond vochtig is of tijdens bewolkte dagen, en het snelst stijgende type - vuren die vonken op warme, droog, zonnige dagen.

Deze "compound case" bosbranden, genoemd naar hun meerdere bijdragende factoren, vaker toeslaan dan alle andere. Een opwarmend klimaat, zei Leung, zal de trend waarschijnlijk versterken.

"Op basis van de historische trends die we de afgelopen 35 jaar zien, " zei Leung, "het is zeer waarschijnlijk dat die trend zich zal voortzetten. Dat wordt deels aangedreven door stijgende temperatuur en deels veroorzaakt door verminderde bodemvochtigheid omdat het smelten van sneeuw eerder in het voorjaar begint, het verminderen van bodemvocht in zomer en herfst."

Deze studie markeert vooruitgang in de richting van het bouwen van een meer omvattende, datarijke kijk op de hydroklimatische priming van bosbranden. Dergelijke gedetailleerde simulaties zoals die van Leung en Chen die in hun onderzoek zijn opgenomen, bieden een meer gedetailleerde kijk op hoe bosbranden evolueren.

"Dit stelt ons in staat om een ​​zeer compleet beeld te schetsen van hoe natuurbranden in het hele westen van de Verenigde Staten worden veroorzaakt, " zei Chen.

Bijna alle soorten natuurbranden, inclusief bewolkte dagbranden, komen vaker voor. "Wet case" branden, die optreden wanneer het bodemvochtgehalte hoger is, zijn de uitzondering, en hun achteruitgang valt samen met een algemene droogtrend in het westen van de Verenigde Staten. Californië's natte seizoensvenster wordt ook kleiner, zei Leung, een nieuwe uitdaging toevoegen aan een reeds door brand verwoeste staat.

Het vastleggen van natuurbrandrisico's in het verleden, heden en toekomst

Het team is van plan het risico op bosbranden te projecteren in 2070, aantonen hoe dat risico verschuift onder verschillende klimaatscenario's, en om de rol te onderzoeken van het sneeuwdek en de seizoensgebondenheid van neerslag bij natuurbranden. Dit werk werd uitgevoerd in het kader van het DOE's HyperFACETS-project. Dit en soortgelijk werk zal veel onderzoeks- en toepassingsgemeenschappen informeren en leiden tot betere voorspellingen en voorbereidingen voor toekomstige natuurbrandseizoenen.

Een aspect van dat nieuwe werk zal zich richten op een enkele catastrofale gebeurtenis, het bosbrandseizoen 2017 in het westen van de Verenigde Staten, bijvoorbeeld, en het aanpassen van voorwaarden om analogieën van waarschijnlijke toekomstige gebeurtenissen te creëren. Of het nu gaat om fundamenteel onderzoek naar landschapsevolutie en verstoringen, of op het land, water- en natuurbrandbeheer en resourceplanning, zei Leung, deze aanpak maakt het mogelijk om een ​​assortiment van relevante scenario's met bijbehorende details te genereren.