Onderzoekers die proberen te voorspellen hoe het natuurbrandgevaar zal veranderen als gevolg van verschillende factoren in de komende decennia, hebben goed nieuws en slecht nieuws. Het goede nieuws is dat het optreden en de intensiteit van natuurbranden in de toekomst op verschillende locaties waarschijnlijk zullen afnemen. Het slechte nieuws:dalingen zullen mogelijk pas over 50 jaar plaatsvinden, en het gevaar voor natuurbranden zal waarschijnlijk erger worden voordat het beter wordt.

"Er zijn zoveel factoren waarmee we rekening moeten houden en die we beter moeten begrijpen als we willen voorspellen hoe de frequentie, grootte en intensiteit van bosbranden in de loop van de tijd zullen veranderen", zegt Erin Hanan, een onderzoeker van de University of Nevada, Reno bij het University's Experiment Station en een assistent-professor aan het College of Agriculture, Biotechnology &Natural Resources. "Onze twee onderzoeken hebben gekeken naar hoe veranderingen in temperatuur, regenval en atmosferische kooldioxide een wisselwerking kunnen hebben met en invloed hebben op de groei, omzet en ontbinding van planten, en hoe die processen op hun beurt de brandstoflading en het brandstofvocht in verschillende plantengemeenschappen beïnvloeden, wat twee belangrijke zijn. factoren die natuurbrandregimes in het Westen aandrijven."

Pleidooi voor meer gedetailleerd onderzoek naar de afbraak van planten

Hanan is co-auteur van de twee gerelateerde tijdschriftartikelen over het onderzoek. Ze is de hoofdauteur van het eerste artikel, in het Journal of Advances in Modeling Earth Systems , dat zich richt op hoe planten kunnen ontbinden of afbreken (denk aan composteren), onder verschillende klimaatscenario's, waardoor de brandstofbelasting of de hoeveelheid zwerfvuil op de grond die kan verbranden, wordt beïnvloed.

"Veel van de ontledingsalgoritmen in modellen die afkomstig zijn van kleine experimenten en specifieke locaties zullen niet altijd nauwkeurig zijn", zei Hanan. "De accumulatie van fijne brandstoffen en de snelheid waarmee die brandstoffen of plantendelen afbreken, is zeer gevoelig voor verschillende factoren, zoals temperatuur en regenval. Dat is wat dit onderzoek heeft aangetoond. Dus, tenzij we beter worden in het schatten van de brandstofbelasting of accumulatie, en afbraak van fijne brandstoffen onder verschillende klimaatscenario's, zal het erg moeilijk zijn om nauwkeurige modellen te bouwen die toekomstige natuurbrandregimes voorspellen."

Een casestudy voor semi-aride stroomgebieden in het centrum van Idaho leidt tot de voorspelling van goed nieuws-slecht nieuws

Gewapend met deze informatie ging Jianning Ren, een postdoctoraal wetenschapper in Hanan's laboratoriumgroep, op zoek naar verschillende toekomstige klimaatscenario's voor semi-aride stroomgebieden die nauwkeuriger rekening houden met de verschillende manieren waarop hogere temperaturen, veranderingen in vocht en toenemende atmosferische CO₂ kan de brandstofbelasting, brandstofvochtigheid en natuurbrandregimes beïnvloeden.

Ren, Hanan en andere onderzoekers integreerden klimaatgegevens van complexe algemene circulatiemodellen, met gegevens van een representatief semi-aride stroomgebied in het centrum van Idaho, Trail Creek, dat wordt gekenmerkt door koude, natte winters en warme, droge zomers. Verhogingen in het stroomgebied variëren van 1760 tot 3478 meter, waardoor verschillende plantengemeenschappen ontstaan:grassen, struiken, bossen, gemengde vegetatie en gebieden met weinig vegetatie.

Het artikel over het onderzoek, gepubliceerd in Earth's Future waarvoor Ren de hoofdauteur is, bevat verschillende gedetailleerde grafieken die de waarschijnlijke uitkomsten van het brandregime voor verschillende plantengemeenschappen modelleren. De resultaten werden sterk beïnvloed door deze observaties:

• verhoogde plantengroei, of brandstofbelasting, als gevolg van verhoogde atmosferische koolstofdioxide (Planten nemen koolstofdioxide op en zetten het om in energie voor groei.)
• verminderde plantengroei of brandstofbelasting als gevolg van klimaatopwarming (planten hebben moeite om te groeien als de omgeving te droog wordt.)
• verhoogde afbraaksnelheden van planten, waardoor de brandstofbelasting afneemt, ook als gevolg van klimaatopwarming (plantaardig materiaal wordt sneller afgebroken door warmte)
• drogerbrandstoffen, of planten, als gevolg van hogere temperaturen

"We ontdekten dat deze effecten soms kunnen samenwerken om een ​​synergetisch effect te creëren, of dat ze elkaar kunnen tegenwerken op basis van verschillende scenario's," zei Ren. "In een notendop, onze modellen projecteren:

• In de jaren 2040, verhoogde CO₂ bevordert een netto toename van de plantengroei ondanks mogelijke afnames die kunnen optreden bij opwarming en bijbehorende droogte, dus het resultaat is een verhoogde brandstofbelasting en verhoogd brandgevaar.
• Als we de gegevens voor de jaren 2070 gebruiken, worden de klimaatopwarming en het drogen zo intens dat het de verhoogde CO2 overtreft₂ niveaus, in feite het afsluiten van CO₂ 's vermogen om de plantengroei te verhogen. Verbrandingsgebied en waarschijnlijkheid nemen dus af in de modellen voor de jaren 2070. En hoewel er in die periode een toename van het brandweer is, zal een afname van de brandstofbelasting - veroorzaakt door een toename van de ontbinding en een afname van de productiviteit van de plant - uiteindelijk leiden tot een vermindering van natuurbranden in deze periode." van ecologische en hydrologische degradatie," zei Hanan.

Ren en Hanan merkten op dat binnen elk van de belangrijkste plantengemeenschappen - graslanden, struiken, bossen - de resultaten vrij consistent waren, wat de bevindingen nog meer valide maakte.

"Over de graslanden die we hebben gemodelleerd, was de verandering in opwarming niet zo belangrijk als de brandstoflading," zei Ren. "Het was vrijwel volledig afhankelijk van het laden van brandstof, wat logisch is. De graslanden in dit gebied zullen altijd afsterven en uitdrogen. Dat is hun cyclus. Voor de graslanden gaat het erom hoeveel brandstof je moet verbranden."

Omgekeerd merkte Ren op dat veranderingen in de dorheid van de brandstof en de brandstofbelasting beide een grote invloed hadden op de voorspellingen van natuurbranden voor gebieden die worden gedomineerd door struiken en gebieden die worden gedomineerd door bomen. Maar zowel Hanan als Ren benadrukten dat er veel meer onderzoek nodig is om de modellen nog betrouwbaarder te maken.

"Dit is eigenlijk nog maar een begin", zei Hanan. "En hoe verder de voorspellingen komen, hoe minder betrouwbaar ze natuurlijk worden. We hopen meer onderzoek te doen naar ontbinding, en het onderzoek dat we bij Trail Creek hebben gedaan uit te breiden naar andere stroomgebieden, en de modellen te verbeteren en schaal ze over grotere gebieden. Wat we echt hopen is dat dit alles meer geïntegreerd onderzoek en modellering stimuleert, en mensen aan het praten krijgt. Lange tijd spraken de brandweergemeenschap en de biogeochemische gemeenschap niet noodzakelijkerwijs. Ik denk dat dat begint te veranderen. We zien dat het heel belangrijk is om als multidisciplinaire teams over al deze verschillende factoren na te denken, erover te praten en ze te kwantificeren." + Verder verkennen

Klimaatverandering en brandbestrijding