Forskare som försöker hjälpa till att förutsäga hur brandrisken kommer att förändras på grund av olika faktorer under de kommande decennierna har goda nyheter och dåliga nyheter. Goda nyheter är att förekomsten och intensiteten av skogsbränder sannolikt kommer att minska på flera platser i framtiden. De dåliga nyheterna:minskningar kanske inte inträffar förrän om 50 år, och risken för skogsbränder kommer sannolikt att bli värre innan den blir bättre.

"Det finns så många faktorer som vi måste överväga och bättre förstå om vi vill förutsäga hur frekvensen, storleken och intensiteten av skogsbränder kommer att förändras över tiden", säger Erin Hanan, en University of Nevada, Reno-forskare vid universitetets experimentstation. och en biträdande professor vid College of Agriculture, Biotechnology &Natural Resources. "Våra två studier tittade på hur förändringar i temperatur, nederbörd och atmosfärisk koldioxid kan interagera med och påverka växternas tillväxt, omsättning och nedbrytning, och hur dessa processer i sin tur påverkar bränslebelastning och bränslefuktighet i olika växtsamhällen, vilket är två nyckelfaktorer. faktorer som driver skogsbränder i väst."

Att motivera mer detaljerad forskning som behövs om växtnedbrytning

Hanan är medförfattare till de två relaterade tidskriftsartiklarna om forskningen. Hon är huvudförfattare till den första artikeln i Journal of Advances in Modeling Earth Systems , som fokuserar på hur växter kan sönderfalla eller bryta ner (tänk kompostering), under olika klimatscenarier, vilket påverkar bränslebelastningen eller mängden skräp på marken som kan brinna.

"Många av nedbrytningsalgoritmerna i modeller som har kommit från små experiment och specifika platser kommer helt enkelt inte att vara korrekta hela tiden," sa Hanan. "Ansamling av fina bränslen och hastigheten med vilken dessa bränslen eller växtdelar bryts ner är mycket känslig för flera faktorer, såsom temperatur och nederbörd. Det är vad den här forskningen har verifierat. Så om vi inte blir bättre på att uppskatta bränslebelastningen, eller ackumulering, och nedbrytning av fina bränslen under olika klimatscenarier, kommer det att bli mycket svårt att bygga exakta modeller som förutsäger framtida skogsbränder."

En fallstudie för halvtorra vattendelar i centrala Idaho leder till prognosen goda nyheter-dåliga nyheter

Beväpnad med denna information gav Jianning Ren, en postdoktor i Hanans labbgrupp, sig för att undersöka olika framtida klimatscenarier för halvtorra vattendelar som mer exakt redogör för de olika sätten att högre temperaturer, förändringar i fukt och ökande atmosfärisk CO₂ kan påverka bränslebelastning, bränslefuktighet och skogsbränder.

Ren, Hanan och andra forskare integrerade klimatdata från komplexa allmänna cirkulationsmodeller, med data från en representativ halvtorr vattendelare i centrala Idaho, Trail Creek, som kännetecknas av kalla, blöta vintrar och varma, torra somrar. Höjderna i vattendelaren sträcker sig från 1 760 till 3 478 meter, vilket skapar flera olika växtsamhällen – gräs, buskar, skogar, blandad vegetation och områden med lite vegetation alls.

Artikeln som beskriver forskningen, publicerad i Earth's Future för vilken Ren är huvudförfattare, innehåller olika detaljerade grafer som modellerar troliga utfall av brandregimer för olika växtsamhällen. Resultaten påverkades i hög grad av dessa observationer:

• ökad växttillväxt, eller bränslebelastning, till följd av ökad koldioxid i atmosfären (växter tar upp koldioxid och omvandlar den till energi för tillväxt.)
• minskad växttillväxt, eller bränslebelastning, på grund av klimatuppvärmningen (växter kämpar för att växa när miljön blir för torr.)
• ökade växtnedbrytningshastigheter, vilket minskar bränslebelastningen, även på grund av klimatuppvärmningen (växtmaterial bryts ned snabbare med värme)
• torkarbränslen, eller växter, på grund av ökade temperaturer

"Vi fann att dessa effekter ibland kan arbeta tillsammans för att skapa en synergistisk effekt, eller så kan de motverka varandra, baserat på olika scenarier," sa Ren. "I ett nötskal, våra modeller projekt:

• På 2040-talet, förhöjd CO₂ främjar en nettoökning av växttillväxt trots eventuella minskningar som kan uppstå med uppvärmning och tillhörande torka, så resultatet är ökad bränslebelastning och ökad brandrisk.
• Med hjälp av data för 2070-talet blir klimatuppvärmningen och uttorkningen så intensiv att den överträffar den ökade CO₂ nivåer, vilket i praktiken stänger av CO₂ s förmåga att öka växternas tillväxt. Så, brännarea och sannolikhet minskar i modellerna för 2070-talet. Och även om det finns en ökning av brandvädret under den perioden, minskar bränslebelastningen – orsakad av ökad nedbrytning och minskad växtproduktivitet – vilket i slutändan minskar skogsbränderna för denna period.” Även om minskad brandrisk är potentiellt goda nyheter, leder denna minskning till från ekologisk och hydrologisk nedbrytning", sa Hanan.

Ren och Hanan noterade att inom var och en av de stora växtsamhällena - gräsmarker, buskar, skogar - var resultaten ganska konsekventa, vilket gav giltighet till resultaten.

"Tvärs över gräsmarkerna vi modellerade, spelade förändringen i uppvärmningen inte så stor roll som bränslebelastningen," sa Ren. "Det var i stort sett helt beroende av bränsleladdning, vilket är vettigt. Gräsmarkerna i det här området kommer alltid att dö och torka ut. Det är deras cykel. För gräsmarkerna handlar allt om hur mycket bränsle du måste bränna."

Omvänt noterade Ren att förändringar i bränsletorrhet och bränslebelastning båda kraftigt påverkade förutsägelserna om skogsbränder för områden som domineras av buskar och områden som domineras av träd. Men både Hanan och Ren betonade att mycket mer forskning behövs för att göra modellerna ännu mer tillförlitliga.

"Det här är egentligen bara en början," sa Hanan. "Och ju längre ut förutsägelserna kommer, desto mindre tillförlitliga blir de naturligtvis. Vi hoppas kunna forska mer om nedbrytning och att utöka forskningen vi gjorde uppe vid Trail Creek till andra vattendelar, och förbättra modellerna och skalan. dem över större områden. Vad vi verkligen hoppas är att allt detta stimulerar mer integrerad forskning och modellering, och får folk att prata. Under lång tid pratade inte brandgemenskapen och biogeokemi-gemenskapen nödvändigtvis. Jag tror att det börjar förändras. Vi ser att det verkligen är viktigt att tänka på, prata om och kvantifiera alla dessa olika faktorer som multidisciplinära team." + Utforska vidare

Klimatförändringar och brandbekämpning