Los años de incendios pasados se detectan en los árboles como lesiones que se pueden fechar en el año exacto utilizando métodos de datación de anillos de árboles. Aquí se muestran los años de incendios registrados por un solo árbol en el centro de Pensilvania. Crédito:Michael Stambaugh, MU Facultad de Agricultura, Alimentos y recursos naturales
Un equipo de investigadores de la Facultad de Agricultura de la Universidad de Missouri, La Escuela de Recursos Naturales de Alimentos y Recursos Naturales y el Servicio Forestal de los Estados Unidos continúan sus esfuerzos para investigar cómo el clima influye en la frecuencia de los incendios forestales.
El grupo, que incluye a Richard Guyette, Michael Stambaugh, Daniel Dey y Rose-Marie Muzika, desarrolló el Modelo Físico-Químico de Frecuencia de Incendios (PC2FM) hace solo unos años. El modelo se centra en dos variables, temperatura y precipitación, para comprender cómo el clima genera incendios forestales en todo el mundo.
"El desarrollo de este modelo comenzó como una conversación sobre lo que está controlando la frecuencia de los incendios forestales en todo Estados Unidos, "dijo Stambaugh, profesor asociado de investigación en silvicultura. "Sí, los humanos pueden controlar el fuego, pero el otro gran impulsor es el clima, y eso es lo que realmente nos interesaba, particularmente en el futuro. ¿Cómo limita el clima el fuego y podemos predecirlo? Comenzamos a pensar en la física y la química involucradas en iniciar un solo incendio forestal y relacionarlo con el tiempo.
"Realmente creemos que el modelo es poderoso. El siguiente paso fue alejarse de los lugares donde tenemos datos de validación y observar lo que el modelo predijo para todas las combinaciones de temperatura y precipitación. No estamos necesariamente interesados en dónde están esas condiciones climáticas, pero, bastante, ¿Qué dice el modelo sobre la frecuencia con la que se espera que sean los incendios forestales en ese entorno? "
El modelo se ha perfeccionado continuamente durante los últimos años, en parte a través del trabajo de campo, como la recopilación de datos de cicatrices de incendios de árboles viejos. Las cicatrices de fuego se utilizan como una medida de cuándo y con qué frecuencia ocurrieron incendios durante períodos prolongados. Ese trabajo ha resultado en un artículo de revista, publicado en MÁS UNO , detallando las respuestas de los incendios forestales a la temperatura y la precipitación. Si bien los incendios forestales no se pueden prevenir por completo, El modelo se puede utilizar para comprender la influencia del clima en la probabilidad de incendios forestales y dónde y por qué cambia en las diferentes regiones.
Los árboles viejos con cicatrices de incendios proporcionan datos sobre la frecuencia de incendios en el pasado. A continuación, se muestran las cicatrices de fuego en árboles de todo el este de los EE. UU., una región con climas variados y, en muchos lugares, redujo significativamente la actividad de los incendios en el último siglo. Crédito:Michael Stambaugh, MU College of Food, Agricultura y recursos naturales
"Desarrollamos este modelo utilizando conceptos y ecuaciones que se utilizan para predecir las velocidades de reacción química, "Dijo Stambaugh.
"Los reformulamos para los incendios forestales que ocurren en paisajes forestales.
Empezamos a pensar en formas en las que el modelo podría usarse para explorar la química de los incendios forestales, ya que el fuego es fundamentalmente una reacción química. Por ejemplo, en el laboratorio, es posible que desee saber qué tan rápido ocurre una reacción química en condiciones específicas. En los bosques la pregunta es similar; desea saber con qué frecuencia ocurren los incendios forestales en un clima en particular. Para desarrollar el modelo, necesitábamos datos a largo plazo sobre la frecuencia con la que ocurren incendios en muchos lugares diferentes. A medida que recopilamos más de estos datos, era obvio que nuestro modelo funcionaba muy bien. Hemos consultado con muchos de nuestros colegas en otras partes del mundo, y han estado en general de acuerdo ".
El equipo ha viajado por Estados Unidos y el mundo para conocer de primera mano los incendios forestales en diferentes condiciones climáticas. Ese viaje ha dado como resultado información importante sobre cómo el clima y el medio ambiente de un área pueden limitar o mejorar la ocurrencia de incendios forestales.
"Puede ver patrones en la frecuencia global de incendios forestales que obviamente son predecibles, "Dijo Stambaugh." Por ejemplo, Groenlandia no arde. Está demasiado helado y húmedo. Está en un extremo del espectro. El otro extremo del espectro es un lugar como el desierto del Sahara, que tampoco se quema. Está demasiado seco y no hay suficiente combustible. Entre esos dos extremos, confiábamos en que había una manera de describir la transición ".
Un diagrama de combustión-clima (CCd) de las influencias climáticas en la probabilidad de incendio. Probabilidades climáticas de incendios simuladas para ecosistemas 'naturales' utilizando la temperatura máxima media y la precipitación anual en el PC2FM. Este diagrama de tasas explica dos diferencias temporales relacionadas con la combustión de ecosistemas. La temperatura y la precipitación afectan la velocidad de reacción en el momento en que ocurre la reacción, mientras que la velocidad de producción de combustible determina la concentración de combustible y su velocidad de combustión. Estas dos condiciones de tiempo determinan diferencialmente las tasas de los dos componentes del modelo PC2FM:ARterm y PTrc3. Crédito:Michael Stambaugh, MU College of Food, Agricultura y recursos naturales
El viaje también resultó en nuevos datos para que el equipo los analice e ideas para mejorar. Los registros prolongados de incendios forestales son clave para mejorar el modelo. El equipo genera continuamente nuevos datos a partir de su investigación sobre incendios históricos, junto con datos similares desarrollados por colegas, para entrenar y validar su modelo.
"Algunos de los primeros datos utilizados para desarrollar el modelo fueron de estudios previos que describieron el historial de incendios de un solo lugar, "Dijo Stambaugh.
"Muchos de esos lugares tienen una gran diversidad climática. Por ejemplo, tenemos datos de lugares húmedos y cálidos como Luisiana, lugares húmedos y fríos como Washington, lugares secos y cálidos como Australia. Queríamos incluir datos de una amplia gama de condiciones climáticas. Esto nos ha permitido capturar los extremos, mostrar a las personas dónde encajan los diferentes lugares a lo largo de un gradiente de frecuencia de incendios forestales, así como la precisión de nuestras predicciones frente a lo que realmente sucedió en el pasado ".
Cuando el equipo comenzó a incorporar datos de temperatura y precipitación en su modelo, se sintieron alentados por el hecho de que las predicciones de sus modelos eran increíblemente similares a los patrones reales de incendios forestales.
"Nos sorprende constantemente la precisión del modelo, especialmente teniendo en cuenta que no es un modelo supercomplejo, "Dijo Stambaugh." No es un modelo que alimenta a un modelo que alimenta a otro modelo. Es un modelo con dos variables:temperatura y precipitación. El modelo proviene de la química y está perfectamente empaquetado ".
Datos descriptivos de incendios, incluyendo la probabilidad de incendio prevista y real y los intervalos medios de incendio para 16 ubicaciones utilizadas en el diagrama de combustión-clima (Ccd). Los datos del intervalo de incendios representan los períodos previos a la extinción de incendios. Crédito:Universidad de Missouri-Columbia
Stambaugh agregó que los resultados del modelo brindan nueva información sobre cómo cambia la frecuencia de los incendios forestales y dónde las condiciones climáticas podrían impulsar la frecuencia de los incendios forestales en el futuro. Hay pocas herramientas con esta capacidad. A nivel nacional, esto podría ser clave para muchas aplicaciones, como la gestión de incendios, riesgo y preparación de incendios forestales, guiar las políticas de incendios forestales, predecir las futuras emisiones de humo, etc.
"En los Estados Unidos, Hemos extinguido tan bien los incendios forestales desde principios de la década de 1900 que tenemos pocos ejemplos del rango natural de variabilidad, ", Dijo Stambaugh." Al acabar con los incendios en el siglo pasado, hemos perdido ejemplos de cómo el clima puede influir en los incendios forestales. Hoy dia, hay poca expresión de eso. Muchos lugares se quemaron con mucha más frecuencia en el pasado. Los datos históricos y este modelo realmente nos muestran cómo los incendios forestales variaron según las condiciones climáticas.
"Vemos mucha evidencia de incendios pasados en árboles a través de las cicatrices. Como país, si hubiéramos sabido con qué frecuencia ocurrieron incendios en el pasado y cómo variaron entre regiones, entonces es posible que hayamos optado por hacer las cosas de manera diferente en el siglo pasado en términos de manejo forestal, especialmente en regiones que son muy propensas a incendios forestales frecuentes o de gran gravedad ".
Stambaugh dijo que el equipo ya estaba trabajando en proyectos climáticos de incendios forestales para el Servicio Geológico de Estados Unidos. Estaban trabajando en la producción de estimaciones de modelos y mapas de frecuencia de incendios forestales para escenarios climáticos futuros.
"Creo que nuestro equipo de investigación ha sido excepcionalmente creativo y cuantitativo, ", Dijo Stambaugh." Ha sido una de nuestras fortalezas que se ejemplifica a través del desarrollo de este modelo climático y de incendios forestales. Realmente creo que el modelo ha avanzado significativamente en nuestra comprensión de los incendios forestales y es una contribución importante a la ciencia de los recursos naturales ".
