Den nordamerikanska monsunen har dikterat längden på skogsbränder i århundraden i gränsregionen mellan USA och Mexiko, enligt ny forskning från University of Arizona som kan informera markförvaltning mitt i de globala klimatförändringarna.

Men det här året var allt annat än normalt. Monsunsäsongen 2020 var den näst torraste någonsin, och många högprofilerade skogsbränder svepte över Sonoranöknen och omgivande himmelöar. Att sätta stopp för allvarliga bränder kan bara bli svårare eftersom klimatförändringarna gör monsunstormar mindre frekventa och mer extrema, säger författarna till en ny studie publicerad i International Journal of Wildland Fire .

USA kanske kan lära sig av Mexikos strategi för hantering av skogsbränder, säger forskarna.

"Dessa stora brandår är resultatet av många faktorer, men eldväder och årstidsklimat skymtar mycket i bilden. När det gäller (Tucsons) Bighorn Fire (i sommar), till exempel, vi hade en kombination av ovanligt varmt väder, låg luftfuktighet och hårda vindar. När monsunen är försenad, det betyder att brandsäsongen varar längre, ger eldar mer tid att brinna, " sa studiens medförfattare Don Falk, professor vid Skolan för naturresurser och miljö.

"Det är välkänt att det som verkligen tar oss igenom maj och juni i Arizona är vinterregn och snöpackning. Det tillför fukt till systemet, "sa huvudstudieförfattaren Alexis Arizpe, som var forskningsspecialist i UArizona och doktorand i Laboratory of Tree-Ring Research när han gjorde forskningen. "Starten på brandsäsongen styrs av vinterregn, men monsunen styr slutet på det. Den fysiska nederbörden begränsar branden med sjunkande temperaturer, ökad luftfuktighet och markfuktighet."

Arizpe, som nu är tekniker vid Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology i Wien, Österrike, och hans kollegor analyserade mönster av utbredda brandår som sträcker sig mer än 400 år tillbaka med hjälp av trädringsprover som extraherats från bergskedjor på himmelöar – isolerade bergstoppar som är ekologiskt skilda från de omgivande dalarna – i södra Arizona och norra Mexiko.

"Realistiskt sett, det finns bara en faktor som kan ge dig samtidiga stora bränder på flera himmelöar, och det är klimatet, " sa Falk. "Vi förstår nu att bioregionen på himmelön har en distinkt "monsuneldsregim" som skiljer sig från någon annanstans."

Connie Woodhouse, en Regents Professor vid Geografiska skolan, Utveckling och miljö, och Tom Swetnam, Regents professor emeritus i dendrokronologi, var också medförfattare till studien.

Forskare har lärt sig om monsunens roll för att reglera skogsbränder från register över tidigare bränder, men de hade inte förmågan att bedöma det under långa perioder, Sa Falk. Det ändrades nyligen när den tidigare doktoranden Daniel Griffin, Laboratory of Tree-Ring Research, nu på fakulteten vid University of Minnesota, sammanställde det första rekordet någonsin med trädringar som retade ut monsunregn från vinterregn.

När teamet sorterade ut växelverkan mellan vinter- och monsunregn och skogsbränder, intressanta relationer uppstod.

"När det är blött båda säsongerna, du får aldrig en stor eld, " sa Falk. "När det är blött på vintern och torrt i monsunen, du ser eld ibland. När det är torrt på vintern men en god monsun, då och då får man några stora bränder. Men den verkliga handlingen är när det är torrt båda säsongerna. Tänk på det som hur mycket tid bränder har på sig att brinna."

Också, kraftig vinterregn främjar bränsleuppbyggnad. När en blöt vinter följs av ett särskilt torrt år, det finns mycket bränsle, som torrt gräs, som är förberedd för blixtnedslag eller lösa gnistor.

Ett annat mönster framkom i data:Stora, bränder med hög svårighetsgrad brinner oftare i USA än i Mexiko. Detta beror främst på skillnader i markförvaltning, Sa Arizpe. I många områden i Mexiko, traditionella markförvaltningsmetoder fortsätter. Detta inkluderar säsongsbete i kombination med lokal föreskriven eldning för att förnya gräsmarker, tillåta låga bränder att brinna naturligt som de har gjort i århundraden.

I kontrast, under de senaste 100 åren, U.S. Forest Service har fokuserat hårt på brandbekämpning, vilket innebär att bränder släcks så snart som möjligt. Som ett resultat, bränslen ansamlas, ge bränsle för mer allvarliga bränder senare, sa Falk. För närvarande, nästan hälften av U.S. Forest Services budget finansierar brandbekämpning. Som ett resultat, USA hade inte upplevt många destruktiva skogsbränder förrän torkan under 2000-talet producerade oförändrat bränsle för några av de största skogsbränderna som regionen någonsin har sett.

"Ironiskt, vår investering lönar sig i form av gigantiska bränder som hotar våra skogar, sa Falk.

Med hjälp av trädringsregistret, teamet fann att i århundraden, lågintensiva skogsbränder fick ärr men dödade inte träd ungefär en gång vart tionde år. Denna naturliga process är hälsosam för det regionala ekosystemet. Små bränder som håller sig lågt vid marken rensar upp dött löv på skogsbotten och förvandlar det till näringsrik aska som nya växter kan växa ur.

Större, mer destruktiva bränder orsakar offentligt uppståndelse som utlöser en cykel som förvärrar problemet, sa Falk. Brandsläckningstaktik gör att bränslen kan ackumuleras. Mer bränsle innebär fler mycket destruktiva bränder och mer folkskrik. Som ett resultat, beslutsfattare satsar mer pengar på förtryck för att skydda mänskliga tillgångar som städer och kraftledningar.

Så stora, destruktiva bränder gör mycket mer än ärrträd. Bränder med hög svårighetsgrad kan lämna stora landskap med skadade jordar och få levande träd. Det kan ta decennier eller till och med århundraden för ekosystemet att återhämta sig, vilket kan vara skadligt för inhemska arter. Sålänge, erosioner och jordskred kan förekomma.

Klimatforskare förutspår att regionen bara kommer att bli varmare och torrare när klimatförändringarna fortskrider, resulterar i vanligare och förödande skogsbränder, sa Christopher Castro, docent i hydrologi och atmosfäriska vetenskaper, som inte var involverad i forskningen.

Castro använder klimatmodeller för att förutse framtida monsuner. Hans forskning visar att monsunstormar kommer att bli mer intensiva men mindre frekventa. Detta kan också möjligen fördröja slutet av skogsbrandssäsongen.

"Det här är dåligt ur ett skogsbrandperspektiv, " han sa.

Mexiko, å andra sidan, har låtit bränder naturligtvis gå sin kurs i förhållande till USA. de har relativt naturligare och mindre destruktiva skogsbränder, även om stora bränder har inträffat där också, sa Falk.

"Ser fram emot, vi måste acceptera den nya verkligheten att brandsäsongerna kommer att bli längre och allvarligare i framtiden. Detta är helt enkelt den nya värld som vi har skapat för oss själva och för naturen genom att driva fram klimatförändringarna så snabbt, "Falk sa. "Manager kommer att ha en enorm utmaning på sina händer när de hanterar denna nya verklighet, men förvisso på kort sikt måste vi ge dem möjlighet att hantera skogar mer proaktivt, inklusive skogsgallring, föreskriven förbränning och andra åtgärder för att minska bränslena."