En ny 3D-analys visar att vildmarkbränder blossar upp i skogar som befolkas av liknande träd eller är rutiga med stora röjningar och saktar ner där träd är mer varierade. Forskningen kan hjälpa brandchefer att bättre förstå eldens fysik och dynamik för att förbättra brandbeteendeprognoser.

"Vi visste att bränslearrangemanget påverkade branden men vi visste inte hur, "sa Adam Atchley, huvudförfattare på en Los Alamos National Laboratory-ledd studie publicerad i dag i International Journal of Wildland Fire . "Traditionella modeller som representerar förenklade bränslestrukturer kan inte ta hänsyn till komplex vind och varierad brandrespons på faktiska skogsförhållanden. Vår studie inkluderade en varierad, 3D-skogs- och vindbeteende. Att lägga till olika trädstorlekar och former bromsade eld ganska mycket, liksom att lägga till små luckor mellan träden. Genom att undersöka fysiken för brandbränslebeteende, vi kan i grunden se hur skogens struktur påverkar beteendet. "

Studien för första gången kopplar samman generaliserade skogsegenskaper som lätt kan observeras genom fjärranalys och modelleras av maskininlärning för att ge insikt i brandbeteende, även i stora skogsområden.

Att förstå hur vildmarksbrand beter sig är nödvändigt för att bromsa dess spridning, och också att planera säkert, effektiva föreskrivna brännskador. Dock, data är begränsad, och de flesta studierna är för förenklade för att exakt kunna förutsäga brandbeteende. För att förutsäga hur eld kommer att röra sig genom en skog, det är nödvändigt att först måla en korrekt bild av en typisk skogs mångfald med varierande täthet, former, och storlekar på träd. Men detta är beräkningsmässigt dyrt, så de flesta studier är inriktade på homogena skogar som sällan förekommer i naturen.

Med sin prisbelönta modell, FIRETEC, på högpresterande datorer i Los Alamos, teamet körde 101 simuleringar med U.S. Forest Service-data för tallskogar i Arizona för att realistiskt representera skogarnas variation. Simuleringarna kopplade ihop eld och atmosfäriska faktorer-som vind som rör sig genom träd-i fin skala för att ge en 3D-bild av hur eld, vind, och vegetation interagerar.

För att förstå hur skogsstrukturen påverkar brandbeteende, Atchley och kollegor upprepade simuleringar med mindre förändringar i skogsstrukturen, som de gjorde genom att flytta träd och randomisera trädformer. Små förändringar hade en enorm inverkan på brandbeteendet. Dock, trots mycket varierande brandbeteende, observerbara skogsegenskaper, som trädmångfald och storleken på ett trädbestånd eller en glänta, kontrollerar också väsentligt hur eld sprider sig.

Resultaten visar att den mer detaljerade och varierade simulerade skogen minskar brandspridningen framåt på grund av en kombination av bränslediskontinuiteter och ökar finskaliga turbulenta vindstrukturer. Å andra sidan, stora röjningar kan öka brandspridningen.