Для западных лесных пожаров ближайшее прошлое является прологом

С 1984 года спутники наблюдали тенденцию роста активности лесных пожаров летом на западе США: общая площадь пожаров увеличивалась в среднем на 104 000 акров (42 100 га) в год [Abolafia-Rosenzweig et al., 2022]. С 1984 по 2000 год лесные пожары на территории, включая все или части 11 штатов, сожгли в общей сложности около 27,4 миллиона акров, тогда как с 2001 по 2018 год эта цифра выросла примерно до 55,9 миллиона акров. Только в 2020 году выгоревшая площадь подскочила примерно до 8,7 миллиона акров, что эквивалентно 32% совокупной площади, выгоревшей с 1984 по 2000 год, а за сезоны пожаров 2020 и 2021 годов вместе взятые сожгли почти 15 миллионов акров западной части Соединенных Штатов, т.е. почти размером с Западную Вирджинию.

Эта тенденция во многом объясняется более продолжительными и засушливыми пожароопасными сезонами, вызванными антропогенным глобальным потеплением [Abatzoglou, Williams, 2016; Zhuang et al., 2021] — и он, вероятно, будет ускоряться. Прогнозы до 2050 г. предполагают, что климат на западе США будет вдвое более благоприятен для лесных пожаров по сравнению с климатом за 30-летний период с 1991 по 2020 г. [Abatzoglou et al., 2021].

Весной 2020 года Джими Дудхия, ученый из Национального центра атмосферных исследований, спросил нас, можно ли использовать установленные взаимосвязи между климатом и пожарами для точного прогнозирования пожарной активности. Этот вопрос разжег наше любопытство и стимулировал исследования, направленные на то, чтобы выяснить, может ли погода зимой и весной надежно предсказать серьезность пожароопасного сезона следующим летом.

Западная часть США находится в разгаре беспрецедентного периода масштабной мегазасухи и пожарной активности, интенсивность которых превышает любой другой период, наблюдаемый в доступных палеозаписи длиной в тысячелетия [Williams et al., 2022; Хигера и др., 2021]. За последние два года мы своими глазами видели и ощущали последствия лесных пожаров в нашем пострадавшем от засухи родном городе Боулдер, штат Колорадо. Мы эвакуировали наши дома, чтобы избежать нескольких лесных пожаров, и прошлой зимой мы стали свидетелями того, как кварталы сгорели дотла во время разрушительного пожара Маршалла.

Пожары на западе Соединенных Штатов ежегодно приводят к тысячам смертей, связанных с дымом, и разрушают тысячи домов, они увеличили смертность от COVID-19 и привели к постоянным изменениям в экосистемах и водоснабжении.

На национальном уровне эти пожары ежегодно приводят к тысячам смертей, связанных с дымом, и разрушают тысячи домов, они привели к увеличению смертности от COVID-19 и к постоянным изменениям в экосистемах и водоснабжении. Тушение этих пожаров требует государственных расходов, которые часто превышают 1 миллиард долларов в год. Таким образом, точные прогнозы пожарной активности в широком масштабе становятся все более важными для эффективного распределения ресурсов, необходимых для тушения лесных пожаров. Тесные связи между климатом и пожарами на Западе, которые используются нашими системами прогнозирования пожаров, могут также мотивировать политику, направленную на сокращение выбросов парниковых газов, которые в значительной степени способствуют нагреванию, засухе и все более суровым сезонам лесных пожаров в регионе [Абацоглу и Уильямс, 2016 г.; Чжуан и др., 2021].

Тесная связь между климатом и пожаром на западе Соединенных Штатов усилилась благодаря наследию тушения пожаров и отсутствию предписанного сжигания со времен евро-американской колонизации около 1800 года, что привело к исторически густым лесам. Модели прогнозирования пожаров, основанные на климатических условиях, могут помочь проверить, могут ли стратегии управления земельными ресурсами, такие как прореживание деревьев и предписанное сжигание, противостоять последствиям нагрева и высыхания и ослабить связь климата и пожара. Например, если климатические прогнозы пожарной активности станут менее умелыми после крупномасштабных стратегий управления лесами, то используемые стратегии, вероятно, будут полезны для смягчения последствий.

Каждую пятницу получайте самые увлекательные научные новости недели на свой почтовый ящик.

Предыдущие исследования показали, что большая часть межгодовой изменчивости и общая тенденция суровости пожароопасного сезона за последние 4 десятилетия на западе США могут быть объяснены колебаниями климата [Riley et al., 2013; Абацоглу и Колден, 2013 г.; Уильямс и др., 2019; Аболафия-Розенцвейг и др., 2022; Вестерлинг и др., 2006]. Эта корреляция существует потому, что воспламеняемость деревьев, трав и кустарников (т. е. топлива для пожара) и скорость распространения огня фундаментально зависят от того, насколько сухими являются топливо и окружающая среда. Распространение пожара включает в себя серию возгораний, вызванных тем, что тепло от пожара повышает температуру соседних видов топлива до температуры их воспламенения (рис. 1). После передачи достаточного количества тепла топливо сгорает. Когда топливо влажное, требуется дополнительная энергия (скрытое тепло) для испарения воды и высушивания топлива до того, как его температура достигнет точки воспламенения. Эта базовая концепция термодинамики сыграла ключевую роль в регулировании межгодовой изменчивости широкомасштабной пожарной активности на западе Соединенных Штатов, и ожидается, что она будет продолжать делать это до тех пор, пока существует изобилие топлива. Абацоглу и др., 2021].