Skogsbränder slutar inte vara farliga efter att lågorna slocknat. Även en liten nederbörd efter en brand kan orsaka ett dödligt jordskred, enligt ny UC Riverside-forskning.

"När eld rör sig genom en vattendelare, det skapar vaxartade tätningar som inte tillåter vatten att tränga in i jorden längre, " förklarade miljövetenskaplig doktorand och studieförfattare James Guilinger.

Istället, regnvattnet rinner från markytan och orsakar skräpflöden, som är snabbrörliga skred som vanligtvis startar i branta backar och accelererar när de rör sig.

"Vattnet beter sig inte som vatten längre, det är mer som vått cement, Guilinger sa. "Den kan plocka upp föremål stora som stenblock som kan förstöra infrastruktur och skada eller till och med döda människor, vilket är vad som hände efter Thomas-branden 2018 i Montecito."

Guilinger och hans team av mentorer och medarbetare ville förstå i detalj hur flera stormcykler påverkar ett område som har bränts av en löpeld, eftersom södra Kalifornien tenderar att ha mycket av sitt regn under samma säsong.

Teamet begav sig till brännsåren som orsakades av 23, 000 tunnland Holy Fire nära sjön Helsingör för att observera detta fenomen, och deras resultat har nyligen publicerats i Journal of Geophysical Research:Earth Surface .

"Det är först nyligen som teknologin har utvecklats till den grad att vi direkt kan övervaka jorderosion i extremt liten skala, sa Andrew Gray, biträdande professor i vattendelarehydrologi och Guilingers rådgivare. Grays laboratorium arbetar med att förstå hur en skogsbrand påverkar rörelsen av vatten och sediment genom landskap efter en skogsbrand.

Även med den senaste tekniken, uppgifterna var inte lätta att få tag på. För att distribuera sin markbaserade laserskanner, som använder synliga och infraröda vågor för att rekonstruera ytor ned till millimeters noggrannhet, forskarna var tvungna att klättra uppför branta backar. De utplacerade också drönare i samarbete med Nicolas Barth, biträdande professor i geomorfologi, för att zooma ut och se upp till 10 hektar mark efter stormarna.

Vad de fann är att det mesta av jorden i kanaler längst ner i dalar mellan sluttningar eroderades under de första regnen, trots att regnet var relativt blygsamma. Kanalerna fylls med material under åren mellan bränderna och som svar på brand, med regn som sedan orsakar snabb erosion vilket resulterar i att skräpet strömmar.

"Detta bevisar att de första stormhändelserna som drabbar ett område är de mest kritiska, "Sa Guilinger. "Du kan inte riktigt mildra dem vid källan. Istället, människor nedströms måste vara medvetna om farorna, och markförvaltare behöver verktyg för riskmodellering för att hjälpa dem att reagera effektivt och skapa en plan för att fånga upp sedimentet när det strömmar."

U.S. Geological Survey-modeller innehåller allmänt tillgängliga 10-metersdata för sluttningar av vattendelar och information om brännskador från satellitbilder för att uppskatta sannolikheten och storleken på skräpflödet som skulle inträffa under en given mängd nederbörd.

Dock, höjddata på 1-metersskalan blir mer allmänt tillgängliga i brandutsatta områden som Kalifornien. Denna mer förfinade data skulle kunna göra det möjligt för forskarna att extrahera information i finare skala, t.ex. variationer i sluttningsgradient och formen på vattenkanaler som kan spela en stor roll för att kontrollera skräpflöden.

"Vi kan använda data som dessa och resultaten från studier som vår för att informera dynamiskt uppdaterade faromodeller i framtiden, ", sa Guilinger. "Istället för att ha en enda uppsättning förutsägelser för hela den regniga säsongen, vi kanske kan uppdatera dessa modeller efter varje storm."

Guilinger planerar att använda finansiering från det federala Joint Fire Science Program för att förbättra befintliga riskmodeller.

"Detta kan visa sig vara mycket användbart för markförvaltare som antingen direkt påverkas av eller planerar att mildra de farliga efterdyningarna av skogsbränder, " han sa.