Även om torka och igenvuxna skogar ofta får skulden för stora bränder i västra USA, ny forskning som använder unika före- och efterdata från NASA från en megabrandplats indikerar att mycket lokaliserade vindar ibland spelar en mycket större roll – vilket skapar stora, destruktiva bränder även när regionala vindar är svaga.

Studien leddes av National Center for Atmospheric Research (NCAR) i Boulder, Colorado. Det fokuserade på 2014 King Fire, med hjälp av data från luftburna instrument som hanteras av NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, med avancerade datorsimuleringar från NCAR. Kungsbranden inträffade i bergskedjan Sierra Nevada under Kaliforniens svåra fleråriga torka och brände mer än 97, 000 tunnland (39, 000 hektar).

Studiegruppen fann att vindar - både mycket lokaliserade vindar relaterade till topografi och vindar skapade av lågornas brännande hetta - var anledningen till att branden plötsligt sprang 15 miles (24 kilometer) upp i en brant kanjon en eftermiddag. Sådana vindar, ibland bara några hundra meter (meter) tvärs över, går ofta oupptäckt av väderstationer som kan vara flera kilometer bort. Faktiskt, i flera dagar före branden, närliggande väderstationer mätte endast svaga vindar.

"Detta ifrågasätter flera utbredda och till stor del obestridda antaganden, som mycket stora bränder som orsakas av ansamling av vegetation, ihållande torra förhållanden, eller kräver extrema förhållanden, " sa NCAR-forskaren Janice Coen, huvudförfattaren till studien. I King Fire, hon påpekade, "Småskaliga vindar och vindar som genererades av branden hade en mycket större inverkan på denna brand, och potentiellt andra gillar det, än någon av de andra faktorerna."

JPL-forskaren Natasha Stavros, en medförfattare på studien, sa, "NASAs luftburna mätningar var unika genom att vi observerade skogens vertikala struktur före och efter en brand. Dessa observationer låter oss bättre identifiera typen av bränsle - gräs, buskar, eller träd. Det förbättrade modellsimuleringarna, särskilt om hur branden spred sig i områden där tidigare bränder hade brunnit eller timmer hade avverkats, och i områden där brännskadorna var störst."

Experimenterar med en Megafire

Stora och destruktiva megabränder blir allt vanligare i västra USA. Experter har tillskrivit detta till ett förändrat klimat, vilket orsakar varmare och ibland torrare förhållanden, eller till ett sekel av brandbekämpningspolitik som har lämnat skogar med mer vegetation för att underblåsa lågorna än tidigare. Forskare kan inte experimentera med stora och destruktiva skogsbränder, så de har fallit tillbaka på att undersöka statistiska korrelationer för att försöka reta ut nyckelfaktorerna förknippade med megabränder.

Området som förtärdes av King Fire, dock, hade tidigare kartlagts av JPL:s Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) och MODIS/ASTER Airborne Simulator (MASTER) instrument i synliga och termiska infraröda våglängder, samt av ett lidarinstrument från U.S. Forest Service, resulterar i en omfattande databas om skogsstruktur och vegetationstyper. Dessutom, författarna hade tillgång till luftburna värmebilder som samlades in under branden. De detaljerade data gav dem en sällsynt möjlighet att återskapa en verklig skogsbrand i en sofistikerad NCAR-datormodell som kombinerar väderförutsägelser och brandbeteende, testa betydelsen av olika faktorer.

Simuleringar av King Fire under mer extrema torkaförhållanden förändrade inte brandens slutliga omfattning eller förändrade kraftigt dess expansion, och simuleringar med hälften av den faktiska bränslebelastningen (som kan finnas i en mindre bevuxen skog) utvecklades på ungefär samma sätt som den verkliga branden gjorde.

Forskarna drog slutsatsen att elden blev starkare i kanjonen på grund av de lutande sluttningarna. Torkaförhållanden eller ökad vegetation hjälpte elden att generera den starka uppgången som drog upp lågor uppför kanjonsluttningen. Dessa faktorer hade liten inverkan medan branden var på plattare mark.

"Detta är bara ett fall, men det illustrerar hur orsakerna till en megabrand ibland har missförståtts, sa Coen.

Studien, med titeln "Deconstructing the King Megafire, " publicerades i tidskriften Ekologiska tillämpningar . Forskningen finansierades av NASA.