Een nieuwe 3D-analyse laat zien dat bosbranden oplaaien in bossen die worden bevolkt door bomen van vergelijkbare grootte of worden gedamd door grote open plekken en vertragen waar bomen meer gevarieerd zijn. Het onderzoek kan brandmanagers helpen de fysica en dynamiek van brand beter te begrijpen om de voorspellingen van brandgedrag te verbeteren.

"We wisten dat de brandstofregeling brand beïnvloedde, maar we wisten niet hoe, " zei Adam Atchley, hoofdauteur van een door Los Alamos National Laboratory geleide studie die vandaag is gepubliceerd in de International Journal of Wildland Fire . "Traditionele modellen die vereenvoudigde brandstofstructuren vertegenwoordigen, kunnen geen rekening houden met complexe wind- en gevarieerde brandreacties op werkelijke bosomstandigheden. Onze studie omvatte een gevarieerd, 3D bos- en windgedrag. Het toevoegen van verschillende boomformaten en -vormen vertraagde het vuur behoorlijk, net als het toevoegen van kleine openingen tussen bomen. Door de fysica van brand-brandstofgedrag te onderzoeken, we zijn in staat om fundamenteel te zien hoe de bosstructuur het gedrag beïnvloedt."

De studie koppelt voor het eerst gegeneraliseerde boskenmerken die gemakkelijk kunnen worden waargenomen door teledetectie en gemodelleerd door machine learning om inzicht te krijgen in brandgedrag, zelfs in grote beboste gebieden.

Begrijpen hoe natuurbrand zich gedraagt, is noodzakelijk om de verspreiding ervan te beteugelen. en ook om veilig te plannen, effectieve voorgeschreven brandwonden. Echter, gegevens zijn beperkt, en de meeste onderzoeken zijn te simplistisch om brandgedrag nauwkeurig te voorspellen. Om te voorspellen hoe vuur door een bos zal bewegen, het is noodzakelijk om eerst een nauwkeurig beeld te schetsen van de diversiteit van een typisch bos met variërende dichtheid, vormen, en afmetingen van bomen. Maar dit is rekenkundig duur, dus de meeste studies richten zich op homogene bossen die zelden in de natuur voorkomen.

Met behulp van zijn bekroonde model, FIRETEC, op krachtige computers in Los Alamos, het team voerde 101 simulaties uit met U.S. Forest Service-gegevens voor dennenbossen in Arizona om de variabiliteit van bossen realistisch weer te geven. De simulaties koppelden vuur en atmosferische factoren, zoals wind die door bomen beweegt, op fijne schalen om een ​​3D-beeld te geven van hoe vuur, wind, en vegetatie op elkaar inwerken.

Om te begrijpen hoe de bosstructuur het brandgedrag beïnvloedt, Atchley en collega's herhaalden simulaties met kleine veranderingen in de bosstructuur, die ze maakten door bomen te verplaatsen en boomvormen willekeurig te maken. Kleine veranderingen hadden een enorme impact op het brandgedrag. Echter, ondanks zeer variabel brandgedrag, waarneembare boskenmerken, zoals bomendiversiteit en de grootte van een boomstam of een open plek, ook in belangrijke mate regelen hoe brand zich verspreidt.

De resultaten laten zien dat het meer gedetailleerde en gevarieerde gesimuleerde bos de voorwaartse verspreiding van vuuruitbreiding vermindert als gevolg van een combinatie van brandstofdiscontinuïteiten en fijnschalige turbulente windstructuren vergroot. Anderzijds, grote open plekken kunnen de branduitbreiding vergroten.