Neue Forschungsergebnisse eines Teams des Los Alamos National Laboratory verbessern die Vorhersage von Erdrutschen und machen Simulationen schneller und präziser. Dies wiederum verbessert die Sicherheit von Gemeinden, deren Infrastruktur durch die Fluten gefährdet ist.
Die Studie ist veröffentlicht im Journal Die Zukunft der Erde.
„Aktuelle Methoden zur Vorhersage, wo und wie sich nach einem Brand ein Schuttstrom ereignen wird, werden nicht oft genug eingesetzt, vor allem weil sie viel Zeit in Anspruch nehmen und mit vielen Unsicherheiten verbunden sind“, sagte der korrespondierende Autor Tao Liu, Wissenschaftler in der Abteilung für Erd- und Umweltwissenschaften in Los Alamos. „Unsere Studie schlägt einen neuen Ansatz vor, bei dem ein Modell verwendet wird, um das Verhalten von Schuttströmen vor dem Auftreten eines Brandes vorherzusagen.“
Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass die Gefahr vorüber ist, wenn ein Waldbrand unter Kontrolle ist. Manchmal fangen die Probleme jedoch gerade erst an. Während oder kurz nach einem Waldbrand treten Trümmerströme auf, die die Zerstörung durch den Brand noch verstärken und oft ohne Vorwarnung einsetzen. Diese Naturkatastrophen sind höchst unvorhersehbar und ereignen sich sehr plötzlich, was sie noch gefährlicher macht. Tausende von Menschen sterben jedes Jahr durch Erdrutsche.
Ein Waldbrand verringert nicht nur die Bodendurchdringung, sondern zerstört auch das Wurzelsystem und destabilisiert den Boden, wodurch starker Regen und damit Erdrutsche möglich werden. In der Vergangenheit hat dies zu einer unerwarteten zweiten Welle der Zerstörung sowohl der natürlichen als auch der bebauten Umwelt geführt. Diese neue Forschung wird sich positiv auf die nationale und globale Sicherheit auswirken, da Naturkatastrophen dieser Art Häuser zerstören, öffentliche Infrastruktur beschädigen und Volkswirtschaften zum Erliegen bringen können.
In der Studie erstellten die Autoren eine probabilistische PFDF-Überflutungsbewertung und trainierten das Modell anhand von Daten, die nach dem Pipeline-Brand 2022 in Nordarizona gesammelt wurden. Sie verwendeten 10.000 optimierte Parameterinstanzen, um die Faktoren, die auf eine wahrscheinliche PFDF hinweisen, besser bestimmen zu können.
Indem Wissenschaftler und Interessenvertreter die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses wie eines Erdrutschs nach einem Waldbrand bestimmen, bevor dieser überhaupt ausbricht, haben sie Zeit, vorbeugende Maßnahmen zum Schutz der Gemeinden und Ökosysteme in der Folgezeit zu ergreifen. Maßnahmen wie mehr Bodendecker, Wasserkanäle und Stützmauern können dazu beitragen, die Stabilität des Bodens nach einem Waldbrand zu erhalten.
„Diese Arbeit bereitet uns nicht nur besser auf Schuttströme nach Bränden vor, sondern bietet auch Hinweise, wie wir diese Modelle bei zukünftigen Gefahrenbewertungen einsetzen können“, sagte Liu.
Weitere Informationen:
Tao Liu et al., Ein Vorbrand-Ansatz für probabilistische Einschätzungen von Überschwemmungen durch Schuttströme nach Bränden, Die Zukunft der Erde (2024). DOI: 10.1029/2023EF004318