Een natuurbrand gevolgd door een hevige regenbui is vaak een recept voor een ramp. Zonder vegetatie om regenval op te vangen, kan waterafvoer veranderen in een snel bewegende, zeer destructieve aardverschuiving, een 'puinstroom' genaamd, die vaak de kracht heeft om auto's, huizen en snelwegen weg te vagen - soms resulterend in slachtoffers.

Onderzoekers van de Northwestern University, ondersteund door de Amerikaanse National Science Foundation, hebben een op fysica gebaseerd numeriek model uitgebreid om gebieden die vatbaar zijn voor puinstromen te onderzoeken en te voorspellen.

"Wildbranden en hun gevolgen, zoals aardverschuivingen, worden verergerd door de effecten van klimaatverandering en resulteren in verwoesting in veel regio's van het land", zegt Bruce Hamilton, programmadirecteur bij NSF's Directorate for Engineering. "Dit onderzoek kan ons helpen die effecten te anticiperen en te beperken."

Dit uitgebreide model kan uiteindelijk worden gebruikt in een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor mensen die in risicogebieden wonen, zodat ze kunnen evacueren voordat het te laat is. Informatie uit modelsimulaties kan ook worden gebruikt om nieuwe infrastructuur te ontwerpen, zoals omleidingsbalken die snel stromend water wegleiden van huizen en wegen, voor zones met een hoog risico.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Natural Hazards and Earth System Sciences .

"Mensen willen weten wat hun onmiddellijke en toekomstige risico's zijn", zegt Daniel Horton van Northwestern, senior auteur van het onderzoek. "Hoewel het nog niet aan de operationele normen voldoet, zou dit modelleringskader op een dag een hulpmiddel kunnen zijn bij het voorspellen waar puinstromen waarschijnlijk zullen plaatsvinden en bij het beslissen wie geëvacueerd moet worden."

Omdat klimaatverandering de kans op bosbranden en zware regenval vergroot, kunnen puinstromen ook vaker voorkomen. Vorig jaar scheurde een puinstroom een ​​stuk weg van 150 voet langs Highway 1 in de buurt van Big Sur, Californië. De pittoreske tweebaansweg was drie maanden afgesloten, waardoor het toerisme naar de regio werd afgesloten.

De ramp was het gevolg van een een-tweetje:een natuurbrand die brandde van augustus tot december 2020, gevolgd door een atmosferische rivier - een lange, dunne sliert van geconcentreerd vocht in de lucht - die in januari bijna 30 centimeter regen liet vallen.

Na hevige regenval zijn gebieden met brandwonden door bosbranden vatbaarder voor plotselinge overstromingen. In een typische situatie interageert vegetatie met regen, die vervolgens in de grond zakt. Maar als een gebied wordt afgebrand, is de vegetatie verdwenen, zodat het de plotselinge instroom van vocht niet meer kan onderscheppen. Erger nog, in sommige regio's smelt was van verbrande vegetatie, komt in de grond en stolt dan. Deze wassen vormen een barrière voor regen, waardoor het niet in de grond kan doordringen. In plaats daarvan stroomt de regen over de bodem, die rotsen, modder, bomen en zelfs auto's oppikt om een ​​puinstroom te worden.

"Vanwege de door de mens veroorzaakte klimaatverandering komen de ingrediënten die tot puinstromen leiden zeker vaker voor," zei Horton. + Verder verkennen

Nieuw model ontwikkeld om aardverschuivingen langs brandwondenlittekens te voorspellen