Klimatförändringar och löpeld – Det är en brännbar blandning med kostsam förödelse och dödliga konsekvenser. Med målet att förstå kopplingen mellan de två variablerna, forskare under åren har studerat effekterna av klimat och interaktioner mellan skogsbränder i bergskedjan Sierra Nevada. Den forskningen har utvecklats till att lära sig om fördelningen av träd, skogstäckets omfattning och koldynamik.

Dock, de flesta tidigare studier har tittat på sambandet mellan klimatförändringar och område som bränts av skogsbrand som ett resultat av klimatpåverkan på skogsbränder. Eld är en självbegränsande process som påverkas av produktivitet. Än, många brandprojektioner antar tillräcklig vegetation för att stödja eld, med betydande konsekvenser för koldynamik och utsläpp.

Klimatet påverkar vegetationen direkt och genom klimatförmedlade störningsprocesser, som en löpeld. Vanligtvis, mängden bränd yta och temperatur är positivt associerade baserat på tillgången på vegetation att bränna. Samspelet med växtlighet, som ger bränsle för elden att brinna, har inte studerats på djupet.

Nu, vetenskapsmän, inklusive Matthew Hurteau vid institutionen för biologi vid University of New Mexico, undersöker mer data via simuleringar av skogsbränder i Sierra Nevada för att förbättra deras förståelse mellan tidigare och framtida skogsbränder. De antog att tidigare skogsbränder och deras inverkan på vegetationen, i kombination med ett förändrat klimat och dess inverkan på återhämtning av vegetationen efter en skogsbrand, skulle sannolikt begränsa storleken på skogsbränder i framtiden.

Forskningen med titeln "Vegetation-brand feedback minskar det projicerade området som bränns under klimatförändringar, " publicerades idag i Vetenskapliga rapporter , och genomfördes för att bättre förstå samspelet mellan klimat och skogsbränder och hur det påverkar utsläppen från skogsbränder, och därefter, luftkvaliteten i bergskedjan Sierra Nevada.

Med hjälp av en landskapsmodell som simulerar skog- och branddynamik, Hurteau och hans kollegor genomförde simuleringar där klimatet var den enda påverkan på det område som brändes (statiskt) och där samspelet mellan klimatet och tidigare brandhändelser på både bränslets antändlighet och tillgänglighet påverkade området som brändes (dynamiskt).

"Med hjälp av en ekosystemmodell, som inkluderade fotosyntes och andning, vi kunde fånga hur växtligheten skulle reagera på klimatet och det område som brann under varje decennium, ", sa Hurteau. "Vi använde ekosystemmodellens resultat från varje decennium och en statistisk modell som redogjorde för effekterna av tidigare brända områden och klimat för att omvärdera brandstorleksfördelningarna för det efterföljande decenniet och fånga effekterna av tidigare skogsbränder."

Det de hittade var lite överraskande. De hade förväntat sig att tidigare brandhändelser och deras effekt på mängden bränsle som finns tillgängligt för att elda i skogen skulle innebära en stor begränsning för framtida bränt område. Forskare kallar det en bränslebegränsande effekt från tidigare brandhändelser, men de upptäckte att den inte varar särskilt länge och att den inte är i närheten av så stor som de hade trott.

"Vi upptäckte att jämfört med de statiska scenarierna, där klimatet är den enda inverkan på det område som bränns, Att ta hänsyn till samspelet mellan tidigare bränder och klimat på bränsletillgänglighet och lättantändlighet minskar bara den ackumulerade ytan som bränts i Sierra Nevada med cirka 7,5 procent under loppet av detta århundrade. Detta är mycket lägre än vi förväntade oss eftersom tillräckligt med vegetation kunde återhämta sig efter en brand så att ett bränt område skulle kunna stödja en efterföljande brand ganska snabbt, sa Hurteau.

Som en del av studien, Christine Wiedinmyer, en atmosfärskemist och biträdande direktör vid University of Colorado's Science vid Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, byggt på Hurteau och andras arbete för att ta det till nivån för luftföroreningar genom att titta på rökutsläppet från skogsbränder i olika klimat med olika typer av vegetation.

Wiedinmyer använde informationen från de andra forskarna för att fastställa hur förändringarna i mängden förbränd vegetation påverkar antalet luftföroreningar som släpps ut från röken från skogsbranden. Inkluderingen av den nya vegetationsdynamiken förändrade uppskattningarna av utsläpp av föroreningar från skogsbränder – vilket i slutändan kan påverka luftkvaliteten. Möjligheten att få mer detaljerade förutsägelser om vegetation/skogsbränder/utsläpp kommer att göra det möjligt för luftkvalitetshanterare att ha bättre förutsägelser om effekterna av luftkvaliteten från skogsbränder i framtiden.

"Denna studie avslöjade att skogsbränder inte bara påverkas av klimatet, men också av vegetation och tidigare bränder, ", sade Wiedinmyer. "När du inkluderar alla dessa komponenter i förutsägelser om skogsbränder – det kan förändra våra förutsägelser om luftföroreningarna från skogsbränder. Detta är viktigt eftersom den informationen kan hjälpa luftkvalitetshanterare att veta vad de kan förvänta sig och hur de ska planera för det."

"Fördelen med våra fynd är mer när det gäller att förbättra vår förståelse för de potentiella utmaningar som samhällen kommer att möta i luftbodarna som påverkas när en skogsbrand brinner i Sierra Nevada, ", sa Hurteau. "Det är också fördelaktigt för policyplanering. Ur ett förvaltningsplaneringsperspektiv, Det här arbetet visar oss i princip effekterna av en av de tidigare brandhändelserna som bara är inflytelserika i ungefär ett decennium, och att det finns tillräckligt med återväxt av växtlighet i fotavtrycket av en skogsbrand som inträffade inom 10 år som kan bära eld igen."

Hurteau noterade Kaliforniens klimathandlingsplan är beroende av fortsatt kolupptag av naturliga vegetationssystem i staten för att hjälpa till att balansera koldioxidutsläpp som orsakas av människor. "Detta hjälper till att begränsa en del av osäkerheten kring framtida skogsbränder och hur det kommer att påverka kolupptaget i skogen, " han sa.

Forskningen var ett samarbete som involverade forskare från olika discipliner inklusive biologi, luftkemi, teknik inklusive Shuang Liang vid University of Illinois och LeRoy Westerling vid University of California, Merced.

"Vi kunde se på en ny detaljnivå på skogsbränder och arbeta tillsammans för att få en större bild av hur eldsvådor beter sig under olika förhållanden, " tillade Wiedinmyer.