Los índices de incendios forestales y los modelos climáticos de alta resolución se combinan para producir un análisis histórico detallado de los eventos de incendios forestales en los EE. UU. Y sugieren la posibilidad de incendios más graves y frecuentes en la segunda mitad del siglo.

La lista es larga algunos de los nombres familiares:girasol, Paraíso, Whitewater-Baldy, Manzana, Pinecreek. Nombres que invocan imágenes de respiros pastorales lejos del ajetreado mundo.

Ahora esos nombres son sinónimos de incendios forestales.

El número y la gravedad de los incendios forestales están en los titulares de todo el mundo, desde el oeste de Estados Unidos hasta Brasil, desde Siberia hasta Australia. Los incendios forestales devastan el medio ambiente, diezmando grandes extensiones de tierra y poblaciones de vida silvestre; se estima, por ejemplo, que quinientos millones de animales perecieron en los mega incendios que asolaron Australia recientemente. Más allá de su impacto en la naturaleza, los incendios forestales también afectan la calidad del aire, infraestructura, hogares y vidas humanas.

Combinando datos de índices de incendios bien establecidos y registros climáticos históricos, Los científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) están trazando un pronóstico de eventos de incendios forestales en los Estados Unidos contiguos y Alaska que abarca el resto del siglo. También están aplicando ese pronóstico para predecir cómo los incendios forestales podrían afectar la infraestructura esencial, particularmente la red eléctrica de la nación.

Entendiendo su ubicación, la frecuencia y la gravedad podrían ayudar a los operadores de infraestructura, Las agencias de gestión de tierras y los gobiernos locales desarrollan planes para mitigar la devastación provocada por futuros incendios forestales.

Avivando las llamas del interés

En 2007, Yan Feng fue investigador postdoctoral en la Universidad de California en San Diego, cuando fue testigo de su primer incendio forestal, un evento lo suficientemente grave como para cerrar la escuela durante varios días.

"La gente usaba máscaras porque la calidad del aire era tan mala, Podías ver las cenizas flotando por todos lados, "recordó Feng, ahora es un científico principal de la atmósfera y el clima en la división de Ciencias Ambientales (EVS) de Argonne. "Pero fue un evento tan impresionante que me interesaron los incendios forestales".

Se incorporó al laboratorio en 2010, dejando de lado ese interés durante unos años hasta que un instituto de investigación buscó la experiencia y los recursos de supercomputación de Argonne para desarrollar un modelo climático de alta resolución y un mapa de peligro de incendio del oeste de los Estados Unidos.

El trabajo de Feng en ese proyecto despertó su interés en los incendios forestales nuevamente, y comenzó a escribir propuestas de financiamiento para continuar investigando sobre el tema. Pronto descubriría que otros en Argonne compartían sus búsquedas.

Uno de ellos fue Mark Petri, director del programa de red eléctrica de Argonne, cuyo trabajo incluye el análisis de la resiliencia de la infraestructura crítica. Una de las formas de probar esa resiliencia es identificar y comprender los peligros externos, como el clima extremo, que pueden afectar la red y otra infraestructura esencial.

Como resulta, Argonne ya había construido una base de conocimientos bastante considerable sobre esos peligros, salvo uno en particular.

"Nos va bien con los huracanes y las tormentas de hielo, derechos y nor'easters, "dijo Petri, "pero la única área en la que parecía que nos faltaban eran los incendios forestales".

Y lo que querían más específicamente, fueron datos que se centraron en cómo los cambios en el clima impactan los incendios forestales.

Vuelve a entrar Feng.

Trabajando a través de los fondos de Investigación y Desarrollo Dirigidos por el Laboratorio de Argonne (LDRD) obtenidos por Petri, ella y sus colegas Jiali Wang y Emily Brown publicaron un artículo en la revista Cartas de investigación ambiental que examina las tendencias de los incendios forestales en los últimos 30 años. Utilizando el conocido índice de sequía Keetch-Byram (KBDI) y observaciones climáticas de alta resolución de sitios en todo el país, ilustraron cómo esas tendencias podrían afectar eventos futuros.

El KBDI mide la cantidad de humedad disponible para la vegetación local en las capas superiores del suelo y la matriz de material orgánico en descomposición, o una mala racha, que descansa sobre esas capas. Un punto índice de cero sugiere que el suelo está bien saturado; en 800, prevalecen las condiciones de sequía.

Mientras que otros han realizado análisis históricos de tendencias de incendios forestales utilizando el KBDI anteriormente, los investigadores de Argonne fueron los primeros en obtener uno con una resolución sin precedentes y en un área y un período de tiempo tan grandes.

Si piensas en una cuadrícula, la mayoría de los puntos de la cuadrícula utilizados en los estudios actuales representan un área, o resolución espacial, en el rango de 10 a 50 km. El equipo de Feng utilizó observaciones que abarcaron áreas de solo 4 km sobre los Estados Unidos contiguos, para el período 1982 a 2017.

Pero debido a que el KBDI y otros índices de incendios sirven principalmente como indicadores predictivos de incendios forestales, tenían que encontrar alguna forma de relacionar el índice con los incendios reales, lo que hicieron al encontrar datos históricos de incendios que ocurrieron durante ese período.

"Entonces, Hicimos este análisis de correlación y encontramos correlaciones significativas entre el índice de incendios y el área de quema observada por incendios forestales durante los últimos 36 años, ", dijo Feng." Eso nos dio confianza para utilizar este índice predictivo para estimaciones futuras ".

Luego, el índice se aplicó a modelos climáticos regionales producidos por Jiali Wang y el colega de Ciencias Ambientales Rao Kotamarthi utilizando un modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF) con un espaciado de cuadrícula de 12 km. Adoptando un enfoque de negocios como de costumbre que consideró las incertidumbres de diferentes fuentes de datos de entrada, pudieron predecir la frecuencia y severidad de futuros incendios forestales desde mediados hasta finales del siglo XXI tanto en los Estados Unidos contiguos como en Alaska.

Es mas complicado

En comparación con otros fenómenos inducidos por el clima, como huracanes más intensos o tormentas más frecuentes y extremas, los incendios forestales son más complicados.

Además de las condiciones climáticas regionales, los investigadores deben considerar otros factores ambientales clave que pueden promover y propagar un incendio. Hay topografía, básicamente, la disposición de la tierra y la gestión de la tierra; una pendiente orientada hacia el viento hace que el fuego se propague más rápidamente, y una superficie cargada de madera seca, las hojas y los arbustos literalmente añaden leña al fuego.

Los diferentes índices consideran solo algunas de estas variables, y cada uno tiene sus pros y sus contras, señaló Wang, un científico de la tierra y la atmósfera de Argonne y coautor del artículo. El KBDI, por ejemplo, se centra en la temperatura y la precipitación, pero no tiene en cuenta el viento que, como hemos visto es fundamental para la propagación del fuego.

"Comenzamos con un índice de incendios bastante simple que le da el riesgo, pero no puede predecir el incendio con tanta precisión como el pronóstico del tiempo, ", Dijo Wang." Es bastante bueno en regiones que tienen combustible rico, pero para las áreas que no lo tienen, necesitamos mirar otros índices con menos limitaciones y posiblemente mejores capacidades de predicción ".

A pesar de estas limitaciones, el equipo pudo utilizar sus datos históricos como una base sólida para predecir el potencial de incendios forestales durante la segunda mitad de este siglo. El panorama es preocupante por decir lo menos, impulsado principalmente por el aumento de las temperaturas.

Ya, temperaturas extremas, Los fuertes vientos y las condiciones de sequía en Occidente están brindando un panorama sombrío de lo que vendrá. A finales de septiembre, Los incendios forestales habían creado una enorme franja de destrucción desde el sur de California al norte a través de Oregon y Washington, quemando un récord de 4 millones de acres solo en California.

"Según nuestros estudios y otros, hay un aumento en cuanto a la frecuencia y severidad de los incendios que están ocurriendo en el presente en comparación con hace dos o tres décadas, "dijo Feng.

Y según la investigación, las cosas solo van a empeorar.

"Ejecutamos los modelos WRF muchas veces, y todos los proyectos de productos son más numerosos, eventos de incendios más frecuentes y extremos, especialmente en Occidente, donde ya hay muchos incendios, ", agregó Wang. Lo mismo se aplicará al sur y al sureste, ya es propenso a sufrir daños por huracanes y otros peligros extremos.

También encontraron que el potencial de incendios extremos podría extenderse a partes del país donde los incendios forestales presentaban poco riesgo en el pasado. como el Medio Oeste, el noreste y Alaska.

Si bien generalmente se ignora en tales estudios debido a la falta de datos de observación y los requisitos computacionales para agregarlos a las simulaciones, Alaska fue incluida en el documento del equipo, en el que escribieron que el estado "se ha calentado dos veces más rápido que el resto de la nación, y está experimentando un aumento de la temperatura del permafrost, lo que puede provocar más incendios forestales ".

Los datos resultantes serán utilizados por el equipo de Argonne para construir un indicador de riesgo de incendio en su modelo de evaluación de riesgos de infraestructura. uno que ya se dirige a esos otros, peligros extremos más estudiados.

El modelo sirve como una especie de hoja de ruta de peligros, proporcionar a las empresas de servicios públicos y otros operadores de infraestructura pronósticos de peligros a largo plazo, ya sea un incendio forestal o un huracán. Conocer el momento potencial y la gravedad de cualquiera de estos puede ayudarlos a desarrollar un mejor plan de gestión para la seguridad de la infraestructura esencial. particularmente la red eléctrica de la nación.

Esto podría significar una mejor gestión de la tierra, como cortar árboles y arbustos alrededor de los servicios públicos, o mover líneas eléctricas cuando sea posible. Se está trabajando para desarrollar estrategias más inteligentes para cortar la energía cuando los sistemas corren el riesgo de sobrecalentarse. evitando cortes como aquellos por los cuales una de las mayores empresas de servicios públicos de California fue criticada durante los incendios forestales que azotaron el norte de California, el año pasado.

"El trabajo que ha realizado el equipo de Argonne ayudará a reforzar los modelos de resiliencia ante amenazas que estamos desarrollando para proporcionar estrategias bien pensadas para la seguridad de la población de la nación, suelo e infraestructuras, ", dijo Petri." También servirá como un activo para otros que trabajan en estrategias de mitigación de incendios forestales en todo el laboratorio ".

Esta investigación se publicó en línea como "Potencial de incendios forestales en EE. UU.:Una visión histórica y una proyección futura utilizando datos climáticos de alta resolución" en Cartas de investigación ambiental , 22 de Julio, 2020.