En livlig novembermorgon 2018, en brand utlöste i en avlägsen del av kanjonen i Butte County, Kalifornien, en region inbäddad mot de västra sluttningarna av Sierra Nevada-bergen. Drivs av ett hav av tinder skapat av torka, och drivs av kraftiga vindbyar, lågorna växte och vandrade snabbt. På mindre än 24 timmar, elden hade svept igenom staden Paradise och andra samhällen, lämnar en förkolnad ruin i dess spår.

Camp Fire var den dyraste katastrofen i världen 2018 och, efter att ha orsakat 85 dödsfall och förstört mer än 18, 000 byggnader, det blev både den dödligaste och mest destruktiva skogsbranden i Kaliforniens historia, två rekord som branden håller än idag.

Vad gjorde lägerelden så förödande? Och vilka lärdomar kan vi dra för att förhindra ytterligare en katastrof av den här omfattningen? Forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) har börjat svara på dessa frågor genom att undersöka förhållandena fram till branden och noggrant rekonstruera händelseförloppet som beskriver de första 24 timmarna av dess utveckling. En ny rapport som innehåller tidslinjen identifierar områden där mer forskning behövs för att förbättra livssäkerheten och minska strukturella förluster. Den ger också en detaljerad titt på hur en stor och dödlig brand utvecklas – information som kommer att bli allt mer värdefull när brandsäsongerna fortsätter att intensifieras.

"Informationen vi samlade in på tidslinjen är extremt kraftfull i sig, inte bara för Paradiset utan för andra liknande samhällen, för att hjälpa dem att förstå vad de kan stöta på och bättre förbereda sig, vare sig det är på en gemenskap eller på nivån för första räddare, " sa NIST brandskyddsingenjör Alexander Maranghides, som ledde återuppbyggnaden av tidslinjen.

För att lägga ihop pusslet med lägerelden, teamet förde diskussioner med 157 första responders, lokala tjänstemän och allmännyttiga personal som var närvarande under branden. Teamet dokumenterade iakttagelser av brand eller rök och ansträngningar för att bekämpa branden eller evakuera, samt insikter i samhällets beredskap och väderförhållanden.

Forskarna försökte backa upp observationer som gjordes under branden med ytterligare datakällor innan de lade till nya pusselbitar till tidslinjen. Med hjälp av California Department of Forestry and Fire Protection (CAL FIRE), Paradise Police Department och andra, teamet fick tillgång till och granskade stora datamängder, inklusive radiologgar, 911 samtal, instrumentpanel och kroppskamerainspelningar, och drönare och satellitbilder. De tittade också på bilder i sociala medier och nyhetsmedier för att bekräfta diskussionsdeltagarnas iakttagelser.

I slutet av den mödosamma processen, författarna till rapporten införlivade mer än 2, 200 observationer in i tidslinjen, som är uppdelad i 15 separata segment för att fånga samtidiga händelser i olika delar av Butte County.

Teamets undersökning avslöjade flera tillstånd i hela Butte County som, tagen tillsammans, skapade gynnsamma förutsättningar för ett inferno. Samma dag som branden bröt ut, vindbyarna var kraftiga, blåser upp till cirka 48 kilometer (30 miles) per timme, och var nästan uteslutande pekade sydväst, mot Paradiset och de mindre samhällena Magalia och Concow. De 200 dagar av torka som föregick branden hade också förvandlat mycket av regionens frodiga terräng till brännbar mark.

Och kanske kontraintuitivt, Maranghides sa, det relativt stora avståndet mellan brandens ursprung och kanten av Paradiset (cirka 11 kilometer, eller 7 miles) bidrog till den massiva, 3,2 kilometer (2 mil) lång brandfront som kraschade in i staden.

"Om en brand börjar långt borta, motvind, då hinner den utvecklas och expandera. När den träffar samhället är den så stor och så kraftfull att den kan utplåna allt, " sa Maranghides. "Men om det tänds närmare, elden kan vara så mycket mindre. Det tar en mycket mindre bit av samhället, och folk kan ha en chans att slåss."

Rapporten visar att stadens tjänstemän i Butte County gick långt för att förbereda sig för bränder, att ha rensat vegetativa bränslen nära kritisk infrastruktur och stärkt nödkommunikation under veckorna och månaderna innan. Dock, tät växtlighet hade fortfarande samlats i hela Paradiset – en faktor som förstärkts av de nästan 100 år som staden hade gått utan att uppleva en skogsbrand.

Forskarna fick veta att även om Paradise gjorde resurser tillgängliga för invånare att ta bort träd, många tog inte upp stadens erbjudande. En deltagare i rekonstruktionen noterade att invånarna ofta attraherades av livsstilen att "leva i skogen" som staden tillhandahåller.

Med en mängd ogynnsamma förhållanden på spel, en gnista i vildmarken blev snabbt ett rasande inferno.

Eldens belägring av paradiset, som till slut förstörde 85 % av stadens byggnader, började innan dess frontlinje nådde stadsgränsen. Regnskurar av brinnande skräp bars av vinden före huvudbranden in till stan, där glöden antände byggnader och växtlighet, fyllde staden med dussintals mindre bränder som åt upp värdefulla brandbekämpningsresurser.

Framdrivning av lägereldens strukturförstörande spree var bränder som spred sig inom och mellan tomter, eller paket, snarare än från brandfronten. Källor som brinnande skjul, växter, fordon och närliggande hus fick många byggnader att fatta eld, antingen genom direktkontakt med lågor eller glöd som genereras i paket.

Paradisets försvar föll snabbt när brandfronten nådde staden. Incidentchefen som ledde räddningsinsatsen kände igen brandens hastighet och intensitet och beordrade sin personal att överge alla släckningsinsatser bara 45 minuter efter att branden anlände. "Rädda liv, hålla evakueringen i rörelse, " sa befälhavaren över radion.

Även om fokus för räddningsinsatser minskade på att rädda liv, evakueringsinsatser kvävdes av brännskador - livshotande händelser där invånare eller räddningspersonal översvämmas av lågor, skära av dem från utrymningsvägar. Tvärs över Paradise och Concow fanns det minst 19 burnovers, varav några involverade nedskjutna kraftledningar eller flammande växtlighet som blockerade vägar, orsakar stopp och sätter liv i fara.

Förr, registrerade brännskador var glesa, med rapporter som tillskriver få eller inga de flesta bränder. Knappt någon har granskats så hårt som lägerelden, dock, vilket delvis skulle kunna förklara händelsens höga antal dokumenterade brännskador. En annan kritisk bidragsgivare var sannolikt Paradisets kraftiga trädbevuxna natur, sa Maranghides.

Överflödet av brännskador under lägerelden kanske inte är en isolerad händelse, men en del av en större trend, särskilt för samhällen där vegetativa bränslen har byggts upp under många år.

"Den betydande aktivitet vi har upplevt de senaste åren kan tyda på att brännskador blir vanligare än de brukade vara, sade CAL FIRE-chefen Steven Hawks, en medförfattare till rapporten. "Min uppfattning är att eftersom bränder brinner så snabbt nu, det finns mer potential för människor att bli instängda."

Med denna rapport, NIST har belyst de många aspekterna av Camp Fires mångsidiga attack. Forskning om dessa hot kan fylla kritiska kunskapsluckor, banar väg för vetenskapsbaserade koder, standarder och metoder som kan hjälpa samhällen att överlista bränder.

Det som behövs akut, författarna skriver, är metoder för att fånga svårighetsgraden av brännskador och en bättre förståelse för hur de uppstår i första hand. Studier inom detta område skulle kunna ge plats åt riktlinjer för att minska deras sannolikhet och skydda evakueringsvägar.

När det gäller byggnader, Det finns redan två kända alternativ för att öka deras chanser att överleva en skogsbrand. Det första är att se till att brännbara föremål i ett paket (växter, skjul, etc.) inte är för nära en struktur, och det andra är att öka brandmotståndet hos en strukturs material. Men att hitta en kostnadseffektiv balans mellan de två är svårt med den begränsade informationen om hur olika bränslekällor hotar byggnader.

"Vi måste förbättra vår förståelse på paketnivå eftersom det är exponeringarna på paketnivå som driver byggnadens överlevnadsförmåga, " Sa Maranghides. "Du kan inte bara titta på byggnaden i frånvaro av vad som finns runt den."

När forskare kan sätta siffror på beteendet hos glöd och brännbart material i paket, det kan bli mer tydligt vad en viss byggnad behöver i form av avstånd och härdning för att klara en löpeld.

Stadens tjänstemän kan också använda rapportens tidslinje för nödplanering. Genom att ha en detaljerad beskrivning av händelser som burnovers framför sig, medlemmar av kommunfullmäktige eller avdelningar för offentliga arbeten i regioner som är utsatta för skogsbränder skulle kunna utvärdera sina egna beredskapsplaner och potentiellt identifiera sårbarheter.

Det finns för närvarande ingen standardmetod för att jämföra samhällens brandrisker. Så, även om forskarna kunde dra individuella likheter mellan Paradiset och andra samhällen i norra Kalifornien, de var osäkra på hur staden jämfört med som helhet. Teamet syftade till att överbrygga denna klyfta genom att utveckla ett ramverk i form av ett dokument som uppmuntrar stadens tjänstemän att registrera specifik information om bränslen, befolkning, nödmeddelanden och andra aspekter av samhället.

Om den adopteras och anställs över hela staten i Kalifornien och i andra områden som är utsatta för skogsbränder, ramverket, som framgår av rapporten, kan avslöja områden som är mest utsatta och värda uppmärksamhet och resurser, sa Maranghides.

I händerna på första responders, den nya rapporten kan bli ett värdefullt utbildningsmaterial. Med hjälp av data om hur snabbt och intensivt branden växte, befälhavare kunde bygga bordsövningar för att öva på att sätta in brandbekämpningsresurser för att motverka spridningen och rädda liv.

En händelse i omfattningen av lägerelden gör det klart att åtgärder behövs på alla nivåer för att skydda samhällen från skogsbränder, sa Hawks. Och det behovet är kanske mer akut nu än någonsin.

"Går framåt, det finns ingen anledning att tro att brandaktiviteten och svårighetsgraden kommer att minska när som helst snart, " sa Hawks. "Vi kommer aldrig att bli av med skogsbränder, naturligt eller mänskligt orsakat. Men vi kan lära oss att leva med och arbeta tillsammans för att mildra dem."

Hela rapporten finns nu tillgänglig, tillsammans med flera kartor som visar brandspridningen. Tidslinjen för brandförloppet kommer att utgöra grunden för efterföljande rapporter om evakuering och nödsituationer under Camp Fire som NIST-teamet planerar att publicera under de kommande månaderna.