Von Menschen verursachte Waldbrände in Kalifornien sind wilder als durch Blitze ausgelöste Flammen, berichtete ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der University of California, Irvine, kürzlich in der Zeitschrift Naturkommunikation. Die Forschung könnte Wissenschaftlern helfen, die Schwere der Brände besser zu verstehen und wie wahrscheinlich es ist, dass ein Brand Bäume tötet und einem Ökosystem auf seinem Weg langfristige Schäden zufügt.
Waldbrände sind Kalifornien nicht fremd; Allein im Jahr 2020 brannten im ganzen Bundesstaat über 4 Millionen Morgen, einschließlich des Millionen Morgen großen August Complex Fire. Bisher war jedoch unklar, ob es einen Unterschied in der Schwere zwischen Waldbränden gibt, die auf natürliche Weise durch Blitzeinschläge entstehen, und solchen, die von Menschen ausgelöst werden.
„Vom Menschen entzündete Brände wachsen schneller und setzen mehr Energie frei, weil sie oft unter heißeren und trockeneren Bedingungen entzündet werden“, sagt James Randerson, Ralph J. und Carol M. Cicerone Professor für Erdsystemwissenschaften an der University of California UCI und Co-Autor der Studie. „Sie sind wilder.“
Im Gegensatz dazu treten Blitzeinschläge typischerweise bei Wetter mit etwas höherer Luftfeuchtigkeit auf, was die Flammenintensität einschränken kann.
Die Arbeit wurde durch UCI-Fortschritte bei der Brandmodellierung ermöglicht, die es Wissenschaftlern ermöglichen, die Kräfte besser zu verstehen, die bestimmen, wie schnell sich Flammen bewegen. Diese Fortschritte wurden in einer separaten neuen Studie beschrieben, die in veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Daten.
„Wir haben einen Brandverfolgungsalgorithmus entwickelt und ihn auf die letzten neun Feuersaisonen in Kalifornien angewendet, was dazu beigetragen hat, den Ort, die Energie und die Ausbreitung verschiedener Arten von Bränden zu analysieren“, sagte Yang Chen, Assistenzforscher am Department of Earth System Science.
Um ihren Algorithmus zu entwickeln, untersuchten Chen und Kollegen mit einem Bildgebungsgerät auf dem Suomi-Satelliten der National Oceanic and Atmospheric Administration thermische Hotspots von Feueraktivitäten. Dies ermöglicht die Verfolgung und Modellierung von Waldbränden nahezu in Echtzeit.
„Diese Art von Daten war in der Vergangenheit für einzelne Brände verfügbar“, sagte Randerson. „Aber es wurde nicht systematisch organisiert und es war nicht für alle Brände in einer Region verfügbar. Hier hilft dieses neue Produkt. Es ermöglicht uns zu identifizieren, wo in Kalifornien die Brände am schnellsten brennen und wie das mit dem zusammenhängt Wetter und Vegetation an einem bestimmten Ort.“
Diese aus zwei Studien bestehende Anstrengung war auch eines der ersten Male, dass Wissenschaftler die Geschwindigkeit und Energiefreisetzung eines Feuers mit seinen langfristigen Auswirkungen auf Ökosysteme in Verbindung bringen konnten – die Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte andauern können. „Die Bedeutung dieses Algorithmus besteht darin, dass er es uns ermöglichen könnte, bessere Feuermodelle in Kalifornien zu bauen und Waldbrände in Teilen der Welt besser zu verfolgen, in denen wir keine Flugzeuge und mehrere Satellitensensoren haben, die rund um die Uhr Brände messen“, fügte Randerson hinzu. „Dies kann also wertvoll sein, um das Brandverhalten in abgelegenen borealen Wäldern und im Unterholz tropischer Wälder zu verstehen.“
Beide neuen Studien haben besondere Relevanz für Kalifornien, wo die zunehmende Schwere der Brände zu immer mehr Sachschäden, Todesfällen von Zivilisten und Feuerwehrleuten, Ökosystemzerstörung und schlechter Luftqualität führt. Co-Autor Douglas Morton und Visualisierungsingenieurin Cynthia Starr vom Goddard Space Flight Center der NASA erstellten Animationen dieser neuen Daten für das Caldor-Feuer und das Dixie-Feuer. Diese beiden Brände hatten während der Waldbrandsaison 2021 verheerende Auswirkungen auf mehrere kalifornische Gemeinden in den Bergen der Sierra Nevada. Die Datenvisualisierungen für diese Brände veranschaulichen, wie schnell sich das Brandverhalten durch tägliche Wetterschwankungen ändern kann und die Brände in neue Bereiche mit unterschiedlichen Brennstoffansammlungen brennen.
Die beiden Studien umfassten Beiträge von Forschern des Goddard Space Flight Center der NASA, der Universidad del Rosario in Bogotá, Kolumbien, und der Cardiff University im Vereinigten Königreich.
Stijn Hantson et al, Vom Menschen entzündete Brände führen zu extremerem Brandverhalten und Auswirkungen auf das Ökosystem, Naturkommunikation (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-30030-2
Yang Chen et al., Verbreitung von Waldbränden in Kalifornien, abgeleitet mit VIIRS-Satellitenbeobachtungen und einem objektbasierten Verfolgungssystem, Wissenschaftliche Daten (2022). DOI: 10.1038/s41597-022-01343-0