Kompleks modellering foretaget af forskere forudsiger, at naturbrande kan aftage, i sidste ende

Forskere, der forsøger at hjælpe med at forudsige, hvordan naturbrandfaren vil ændre sig på grund af forskellige faktorer i løbet af de næste årtier, har nogle gode nyheder og nogle dårlige nyheder. Den gode nyhed er, at forekomsten og intensiteten af ​​naturbrande sandsynligvis vil falde flere steder i fremtiden. Den dårlige nyhed:Fald forekommer muligvis ikke før om 50 år, og risikoen for naturbrand vil sandsynligvis blive værre, før det bliver bedre.

"Der er så mange faktorer, som vi skal overveje og bedre forstå, hvis vi ønsker at forudsige, hvordan frekvensen, størrelsen og intensiteten af ​​naturbrande vil ændre sig over tid," sagde Erin Hanan, en University of Nevada, Reno-forsker ved universitetets eksperimentstation. og en adjunkt i College of Agriculture, Biotechnology &Natural Resources. "Vores to undersøgelser så på, hvordan ændringer i temperatur, nedbør og atmosfærisk kuldioxid kan interagere med og påvirke plantevækst, omsætning og nedbrydning, og hvordan disse processer igen påvirker brændstofbelastning og brændstoffugt i forskellige plantesamfund, som er to nøgleord. faktorer, der driver skovbrandsregimer i Vesten."

Søger for mere detaljeret forskning i plantenedbrydning

Hanan er medforfatter på de to relaterede tidsskriftsartikler om forskningen. Hun er hovedforfatter til den første artikel i Journal of Advances in Modeling Earth Systems , der fokuserer på, hvordan planter kan nedbrydes eller nedbrydes (tænk kompostering), under forskellige klimascenarier, og dermed påvirker brændstofbelastningen eller mængden af ​​affald på jorden, der kan brænde.

"Mange af dekomponeringsalgoritmerne i modeller, der er kommet fra små eksperimenter og specifikke steder, vil bare ikke være nøjagtige hele tiden," sagde Hanan. "Akkumulering af fine brændstoffer og den hastighed, hvormed disse brændstoffer eller plantedele nedbrydes, er meget følsom over for flere faktorer, såsom temperatur og nedbør. Det er, hvad denne forskning bekræftede. Så medmindre vi bliver bedre til at estimere brændstofbelastning eller akkumulering, og nedbrydning af fine brændstoffer under forskellige klimascenarier, bliver det meget vanskeligt at bygge nøjagtige modeller, der forudsiger fremtidige naturbrande."

Et casestudie for semi-tørre vandskel i det centrale Idaho fører til prognosen for gode nyheder-dårlige nyheder

Bevæbnet med disse oplysninger satte Jianning Ren, en postdoktor i Hanans laboratoriegruppe sig for at undersøge forskellige fremtidige klimascenarier for semi-tørre vandskel, der mere præcist redegør for de forskellige måder, hvorpå højere temperaturer, ændringer i fugt og stigende atmosfærisk CO₂ kan påvirke brændstofbelastning, brændstoffugtighed og naturbrande.

Ren, Hanan og andre forskere integrerede klimadata fra komplekse generelle cirkulationsmodeller med data fra et repræsentativt semi-tørt vandskel i det centrale Idaho, Trail Creek, som er karakteriseret ved kolde, våde vintre og varme, tørre somre. Højder i vandskellet varierer fra 1.760 til 3.478 meter, hvilket skaber flere forskellige plantesamfund – græsser, buske, skove, blandet vegetation og områder med lidt vegetation overhovedet.

Artiklen, der beskriver forskningen, offentliggjort i Earth's Future som Ren er hovedforfatter for, indeholder forskellige detaljerede grafer, der modellerer sandsynlige brandregime-resultater for forskellige plantesamfund. Resultaterne var stærkt påvirket af disse observationer:

• øget plantevækst eller brændstofbelastning som følge af øget atmosfærisk kuldioxid (Planter optager kuldioxid og omdanner det til energi til vækst.)
• nedsat plantevækst eller brændstofbelastning på grund af klimatisk opvarmning (Planter kæmper for at vokse, når miljøet bliver for tørt.)
• øgede plantenedbrydningshastigheder, som mindsker brændstofbelastningen, også på grund af klimatisk opvarmning (plantematerialer nedbrydes hurtigere med varme)
• tørrerbrændstoffer eller planter på grund af øgede temperaturer

"Vi fandt ud af, at disse effekter nogle gange kan arbejde sammen for at skabe en synergistisk effekt, eller de kan modvirke hinanden, baseret på forskellige scenarier," sagde Ren. "I en nøddeskal, vores modeller projekt:

• I 2040'erne, forhøjet CO₂ fremmer en nettostigning i plantevækst på trods af mulige fald, der kan forekomme med opvarmning og tilhørende tørke, så resultatet er øget brændstofbelastning og øget brandfare.
• Ved at bruge data for 2070'erne bliver den klimatiske opvarmning og udtørring så intens, at den overgår den øgede CO₂ niveauer, hvilket i realiteten lukker ned for CO₂ 's evne til at øge plantevæksten. Så forbrændingsareal og sandsynlighed falder i modellerne for 2070'erne. Og selv om der er en stigning i brandvejr i den periode, reducerer fald i brændstofbelastning - forårsaget af stigninger i nedbrydning og fald i planteproduktivitet - i sidste ende en reduktion af skovbrande i denne periode." fra økologisk og hydrologisk nedbrydning," sagde Hanan.

Ren og Hanan bemærkede, at inden for hvert af de store plantesamfund - græsarealer, buske, skove - var resultaterne ret konsistente, hvilket tilføjede validitet til resultaterne.

"På tværs af græsarealerne, vi modellerede, betød ændringen i opvarmning ikke nær så meget som brændstofbelastningen," sagde Ren. "Det var stort set helt afhængigt af brændstofbelastning, hvilket giver mening. Græsarealerne i dette område vil altid dø og tørre ud. Det er deres cyklus. For græsarealerne handler det om, hvor meget brændstof du skal forbrænde."

Omvendt bemærkede Ren, at ændringer i brændstoftørhed og brændstofbelastning begge havde stor indflydelse på forudsigelserne om naturbrande for områder domineret af buske og områder domineret af træer. Men både Hanan og Ren understregede, at meget mere forskning er nødvendig for at gøre modellerne endnu mere pålidelige.

"Dette er virkelig kun en begyndelse," sagde Hanan. "Og jo længere ud forudsigelserne kommer, jo mindre pålidelige bliver de naturligvis. Vi håber på at forske mere i nedbrydning og at udvide den forskning, vi lavede oppe ved Trail Creek til andre vandskel, og forbedre modellerne og skalaerne. dem over større områder. Det, vi virkelig håber, er, at alt dette stimulerer mere integreret forskning og modellering og får folk til at tale. I lang tid talte brandsamfundet og det biogeokemiske samfund ikke nødvendigvis sammen. Jeg tror, ​​det begynder at ændre sig. Vi ser, at det er virkelig vigtigt at tænke over, tale om og kvantificere alle disse forskellige faktorer som multidisciplinære teams." + Udforsk yderligere

Klimaændringer og brandbekæmpelse