De ongekende en dodelijke branden die het Amerikaanse Westen in 2020 overspoelden, getuigen van het toenemende aantal, omvang en ernst van bosbranden in de regio. En hoewel wetenschappers voorspellen dat de klimaatcrisis deze situatie zal verergeren, er is nog steeds veel discussie over de bijdragende factoren.

Met dit in gedachten, wetenschappers aan vijf westerse universiteiten, waaronder UC Santa Barbara, onderzocht de effecten van door de mens veroorzaakte klimaatverandering en meer dan een eeuw brandbestrijding, die dichte bossen heeft voortgebracht die klaar zijn om te verbranden. Hun onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Brieven voor milieuonderzoek , bevestigt het belang van beide factoren bij het veroorzaken van bosbranden, maar bleek dat hun invloed varieert, zelfs binnen dezelfde regio van de westelijke V.S.

"We wilden weten hoe klimaatverandering en brandbestrijding, elk op verschillende manieren, kan brandregimes beïnvloeden, " zei co-auteur Naomi Tague, een professor in ecohydrologie en eco-informatica aan de Bren School of Environmental Science &Management van UCSB.

De wetenschappers, geleid door assistent-professor Erin Hanan aan de Universiteit van Nevada, drie onderzoeksmethoden geïntegreerd om deze vragen aan te pakken. Ze gebruikten teledetectiegegevens om eerdere branden te karakteriseren. Ze gebruikten klimaatmodellen om de rol te bepalen die klimaatverandering heeft gespeeld in lokale meteorologische patronen, inclusief temperatuur, regenval en vochtigheid. En ze gebruikten een aardesysteemmodel om te simuleren hoe klimaat, water, vegetatie en wildvuur interageren in ruimte en tijd.

De wetenschappers maakten gebruik van klimaatrecords die zijn ontwikkeld via een door de National Science Foundation gefinancierd initiatief genaamd FireEarth en een keerpuntmodel genaamd RHESSys-Fire dat zijn oorsprong vond in het Tague Team Lab aan de UC Santa Barbara. Financiering van een ander NSF-initiatief had Tague's laboratorium in staat gesteld om vooruitgang in dit model op te nemen die de klimaateffecten op vuur weergeeft, evenals hydrologie en vegetatiegroei. De auteurs hebben deze technieken toegepast op gegevens die zijn verzameld over complex terrein in twee stroomgebieden met gemengde naaldbomen in de Idaho Batholith en de Central Rocky Mountains.

De resultaten waren duidelijk, maar verre van eenvoudig. "Voor sommige locaties we ontdekten dat klimaatverandering de brandactiviteit verhoogde, " zei Taag, die het SERI-Fire-initiatief leidde, "maar verrassend genoeg op andere locaties, klimaatverandering verminderde de brandactiviteit in feite."

Het team ontdekte dat klimaatverandering de kans op brandwonden verhoogde en leidde tot grotere, vaker branden in nattere gebieden, terwijl het tegenovergestelde gebeurt op drogere locaties. In gebieden met gemiddeld bodemvocht, de effecten van klimaatverandering en brandbestrijding varieerden in reactie op lokale afwegingen tussen ontvlambaarheid en brandstofbelasting.

De wetenschappers waren verrast dat klimaatverandering de ernst van branden onder bepaalde omstandigheden kon verminderen, maar Tague biedt een verklaring. "Klimaatverandering kan de groei en ontwikkeling van brandstoffen verminderen, " ze zei, "vooral op meer droge plaatsen."

Dit zijn cruciale inzichten in onze inspanningen om bosbranden te begrijpen en te beheersen. "Dit artikel presenteert een van de eerste natuurbrand-attributiestudies op de schaal van uitvoerbaar beheer, " zei hoofdauteur Erin Hanan, "en laat zien dat lokale reacties op klimaatverandering en brandbestrijding zeer variabel kunnen zijn, zelfs binnen individuele stroomgebieden."

"Deze studie is echt de eerste die de onafhankelijke effecten van klimaatverandering versus brandbestrijding rechtstreeks vergelijkt, wat je alleen kunt doen met dynamische modellen, " voegde UC Merced-assistent-professor Crystal Kolden toe, die het FireEarth-initiatief leidde. "We waren eigenlijk verrast dat het signaal van klimaatverandering zo duidelijk was; dat is nogal zeldzaam. En hoewel ons onderzoek beperkt was tot Idaho, de bostypes en het klimaat dat we hebben gemodelleerd, zijn te vinden in de westelijke VS, dus ze zijn goede analogen voor veel andere stroomgebieden."

Naast het belichten van de rol van belangrijke natuurbrandfactoren, het onderzoek stimuleert ook de methodologie. "Dit artikel brengt brandmodellering en -voorspelling vooruit door in stroomgebieden te kijken en de vele factoren te ontrafelen die van invloed zijn op hoe brandregimes zich de komende decennia zullen ontwikkelen, ' zei Taag.

Hoewel klimaatverandering een belangrijk onderdeel blijft - het verhogen van de frequentie en intensiteit van grote bosbranden over de hele wereld - zijn er veel regio's waar eerdere onderdrukkingsinspanningen nog steeds een belangrijke rol spelen. Vermindering van de bosdichtheid is vaak een voorkeursbenadering in regio's waar tientallen jaren van brandbestrijding de brandstofbelasting aanzienlijk hebben verhoogd. Echter, dichtheidsreducties hebben soms onbedoelde gevolgen, zoals Tague en haar collega's hebben beschreven in een artikel dat onlangs is gepubliceerd in Frontiers in Forests and Global Change. Onder bepaalde omstandigheden, deze praktijk kan de groei van vegetatie stimuleren, wat kan leiden tot een groter watergebruik door planten en mogelijk een groter brandrisico.

Omdat brandstofbeheer vaak op kleine schaal gebeurt, er zijn ruimtelijk expliciete modellen nodig om te projecteren hoe verschillende gebieden binnen stroomgebieden zullen reageren op brandbestrijding of brandstofbehandelingen onder de veranderende omstandigheden die worden veroorzaakt door klimaatverandering.

"Onze resultaten vertellen ons dat een one-size-fits-all benadering van brandstofbehandeling en brandbeheer waarschijnlijk niet zal werken, " zei Tague. "Debatten over de oorzaak van brandactiviteit, en wat goede behandelingsopties zouden kunnen zijn, moet altijd rekening houden met waar je bent."