• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Skogsbränder och stormar hotar vattenförsörjningen och mycket mer

    Dödsfallen till följd av skräpflödet efter branden var 10 gånger större än de som följde direkt från skogsbranden i Kalifornien 2018. Kredit:Jason Kean, US Geological Society

    Det mesta av dricksvattnet för våra städer och tätorter kommer från tättbevuxna avrinningsområden i närliggande berg. Dessa upptagningsområden fungerar som stora, och mycket kostnadseffektiva vattenreningsverk, långsamt filtrera nederbörden genom jorden innan det släpper rent vatten tillbaka till floder och reservoarer.

    Faktiskt, detta naturliga vattenfiltreringssystem är så effektivt att mycket lite ytterligare behandling krävs, vilket minimerar behovet av stora och dyra vattenreningsverk.

    Dock, medan denna lyckliga situation ger en mycket billig vattenkälla, det skapar också en sårbarhet i vårt vattenförsörjningssystem.

    Oftare än sällan, våra australiensiska avrinningsområden är vegeterade med mycket brandfarliga eukalyptusskogar. En skogsbrand i ett avrinningsområde kan ha stora konsekvenser för vattenförsörjningen; uppvärmning från elden gör att jorden blir hydrofob (vattenrädd), medan förlusten av vegetation exponerar jorden, kraftigt accelererande jorderosion.

    Avrinningsområdet fungerar inte längre som ett vattenreningsverk, och allvarlig och ihållande vattenförorening från mark och aska kan följa, vilket resulterar i odrickbart vatten. Reservoarer kan vara oanvändbara i månader. Dessa erosionshändelser kan vara extrema i omfattning, och resultaten kan vara förödande, inte bara för vår vattenförsörjning.

    Jorderosion från branta skogsklädda berg (som är vanliga i våra sydöstra australiensiska avrinningsområden) är typiskt hög episodisk; långa perioder med liten erosion, punkteras av sällsynt, men mycket hög magnitud erosionshändelser såsom jordskred och skräpflöden.

    Eld skapar de rätta förutsättningarna för att dessa händelser i hög magnitud ska inträffa. Till exempel, ett åskväder efter Thomas Fire 2018 i Kalifornien genererade skräpflöden och översvämningar efter branden som dödade 23 människor, skadade hundratals till, och förstörde många hundra hem.

    Skräpflöden efter en skogsbrand 2007 i Victoria spolade bort vägar och lämnade samhällen strandsatta. Kredit:Adrian Murphy/ Melbourne Water

    Antalet dödsfall till följd av skräpflödet efter branden var tio gånger fler än de som direkt orsakades av skogsbranden. Liknande händelser i Australien har förstört infrastruktur och hem, förorenade behållare, och resulterade i dödsfall och skador på brandmän

    Skräpflöden efter brand i sydöstra Australien är mycket känsliga för markförhållanden, och har endast observerats i områden med grunda, dåligt strukturerad jord. När de inträffar, de genererar tusentals ton fint sediment, varav det mesta transporteras effektivt genom flodnätet, i slutändan förorenar våra vattenförråd.

    Brandfrekvensen i skogar ökar över hela världen och kommer sannolikt att öka under de kommande decennierna i sydöstra Australien som svar på minskad årlig nederbörd och ökade maxtemperaturer, men samtidigt ökar intensiteten av åskväder också som svar på högre temperaturer.

    Båda dessa förändringar kommer att öka frekvensen och intensiteten av storskaliga erosionshändelser efter brand och öka riskerna för samhällen och vattenförsörjning. Klimatoscillationer, drivs delvis av El Niño/södra oscillationen (ENSO), förväntas också intensifieras, med mer torra och blöta extremer. Detta, i tur och ordning, kommer att leda till mer frekvent "evakuering" av sediment som lagras i bergsdalar och kanaler, som kommer att hamna i våra reservoarer.

    Brandrelaterad jorderosion lämnar ett observerbart arv i våra branta bergiga högland, med grundare jordar i områden som är känsliga för erosion efter brand, jämfört med områden med mindre brand och mer motståndskraftig jord.

    Faktiskt, över längre tidsperioder, vår senaste forskning har funnit att skogar, jordar och löpeld "samutvecklas" tillsammans, generera positiv feedback som ytterligare kan påskynda de direkta effekterna av klimatförändringar på avrinningsområden.

    Brandrelaterad erosion resulterar i grundare jordar, som i sin tur gynnar mer öppna himmelskogar som låter de underskrivna bränslena torka ut och brinna, skapa positiv feedback, varvid mer eld föder mer eld.

    Forskare från Swansea University, University of Melbourne och USA:s skogstjänst övervakar jorderosion efter en skogsbrand i Thompson -avrinningen (Melbournes huvudsakliga vattenförsörjning) 2018 som en del av ett internationellt samarbete. Kredit:Gary Sheridan, University of Melbourne

    Dessa mönster är särskilt starka i det sydöstra australiensiska klimatet, som sträcker sig över en klimat "vändpunkt, "som resulterar i starkt asymmetriska mönster av jordar som vetter mot norr och söder, skogar och sluttningsgeometri. Det finns precis tillräckligt med skillnad i solsken på dessa motsatta sluttningar för att trycka in den mer exponerade sluttningen i den positiva återkopplingsslingan som beskrivs ovan.

    Så vad ska vi göra? Riskerna från skogsbränder och stormar ökar, och vi måste reagera på denna ökande risk nu.

    Den långsiktiga lösningen är förstås att minska utsläppen av växthusgaser. Dock, betydande förändringar är redan oundvikliga, även med de mest ambitiösa klimatförändringsåtgärderna.

    Det finns många saker som kan göras för att minska risken, genom brandförebyggande, minskning av erosion efter brand och anpassning genom uppgraderingar av våra vattenförsörjningssystem. Brandförebyggande strategier inkluderar bränslehantering, strategier för första attack, strategiska brandskydd och underhåll av vägnät för tillträde till avlägsna områden i vattenförsörjningsavrinningsområde.

    I händelse av en skogsbrand, vilket verkligen är oundvikligt under de närmaste decennierna, riskreducering kan inkludera erosion och skräpflödeskontroll på sluttningar för att förhindra att jorden sköljs bort, kontrollera dammar för att fånga jorden, och mekanismer för att leda bort smutsigt vatten.

    Anpassning kan innefatta uppgraderingar av behandlingsanläggningar, investeringar i ny vattenförsörjning och infrastruktur för att stödja strategisk omfördelning av vattenförsörjningen. Omfördelningens tillförlitlighet blir dock mer begränsad när reservoarlagren är låga, som tyvärr ofta sammanfaller med torka och brand.

    Bättre riskbedömningar kan användas för att prioritera begränsade resurser för att skydda vattenförsörjningen. Pågående forskning krävs för att informera om planering och policyutveckling i snabbt föränderliga miljöer.

    Regeringar och beslutsfattare kommer i allt högre grad att behöva dra allt detta för att garantera samhällssäkerhet och oavbruten vattenförsörjning till våra städer och städer i ett hetare, torrare framtid med allvarligare bränder och intensiva nederbördshändelser.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com