Согласно экспериментальному методу прогнозирования, разработанному учеными Национального центра атмосферных исследований (NCAR), западный сезон лесных пожаров этим летом, вероятно, будет более сильным, чем в среднем, но не таким разрушительным, как прошлогодний почти рекордный.
Новый метод, подробно описанный в рецензируемом исследовании, анализирует осадки, температуру, засуху и другие климатические условия зимой и весной, чтобы предсказать масштабы лесных пожаров на западе Соединенных Штатов в течение следующего лета. Исследовательская группа разработала метод, применяя методы машинного обучения к наблюдениям за каждым сезоном лесных пожаров с 1984 года, когда впервые стали доступны текущие спутниковые измерения пожаров.
Хотя ученые и раньше знали, что климатические условия весной и летом влияют на риск возникновения пожаров, новое исследование показывает, что даже за несколько месяцев до пика сезона пожаров климат на большей части запада играет важную роль в подготовке почвы для пожаров.
«Наше исследование показывает, что климат предыдущей зимы и весны может объяснить более 50% межгодовой изменчивости и общей тенденции летней пожарной активности», — сказал ученый NCAR Ронни Аболафия-Розенцвейг, ведущий автор исследования. исследование. «Это дает нам возможность прогнозировать пожарную активность до начала летнего пожароопасного сезона».
Применяя свой метод исследования к предстоящему сезону пожаров, ученые предсказали, что пожары этим летом охватят 1,9–5,3 млн акров на западе, а наиболее вероятные — 3,8 млн акров. Хотя это значительно меньше рекордных 8,7 млн акров, сожженных в 2020 году, это будет восьмая по величине площадь пожаров с 1984 года, что является частью долгосрочной тенденции к более масштабным пожарам.
Ученые подчеркнули, что их прогноз в настоящее время предназначен только для исследовательских целей. Но они сказали, что их метод, после дальнейшего тестирования и улучшения, может помочь пожарным службам в будущем. Он предоставляет более точную информацию, чем текущие сезонные прогнозы, которые могут предполагать сравнительно мягкий или разрушительный сезон лесных пожаров, не предсказывая, сколько акров земли может сгореть.
«Эта информация может быть чрезвычайно полезна для пожарных служб, поскольку они распределяют ресурсы и готовятся к предстоящему сезону пожаров», — сказал Аболафия-Розенцвейг.
Постоянное влияние
Поскольку лесные пожары становятся все более распространенными на большей части Запада, команда NCAR хотела выяснить, могут ли климатические условия в начале года дать представление о масштабах пожаров летом, когда сезон пожаров достигает своего пика.
Ученые обратились к ансамблям обобщенных аддитивных статистических моделей, которые являются широко используемыми инструментами машинного обучения, помогающими выявить сложные взаимосвязи — в данном случае соответствие между климатическими условиями с ноября по май и размерами выгоревших площадей в период с июня по сентябрь. Они анализировали каждый год с 1984 года, уделяя особое внимание регионам на Западе, которые зависят от снежного покрова в качестве источника воды.
Исследовательская группа установила, что сухость воздуха (дефицит давления пара) в нижних слоях атмосферы зимой и весной особенно сильно влияет на летние пожары. Эта сухость влияет на количество выпадающего снега и, в свою очередь, зависит от снега на земле, который в конечном итоге выделяет влагу в вышележащий воздух. Протяженность апрельского снежного покрова особенно значительна, поскольку он увлажняет и землю, и воздух, тая в теплые месяцы.
«Мы обнаружили, что апрельский снежный покров оказывает постоянное влияние на землю и атмосферу в течение лета», — сказал Аболафия-Розенцвейг. «Если в апреле у вас есть большой снежный покров, он будет таять дольше, и в период с поздней весны до лета происходит более постоянный перенос влаги из земли в атмосферу. Но в случае меньшего снежного покрова у вас будет и более сухая поверхность земли, и более сухая атмосфера летом, что приводит к более благоприятным условиям для распространения пожаров».
Ученые также изучили ряд дополнительных климатических переменных, включая осадки, температуру, влажность почвы, эвапотранспирацию и индексы засухи, изучив, как каждая переменная в разные сезоны влияет на масштабы летних пожаров.
Они пришли к выводу, что зимние и весенние климатические условия можно использовать для прогнозирования до 53% межгодовой изменчивости летних выгоревших территорий. Когда учитываются летние климатические условия, такие как осадки и сухость воздуха, объясняемая изменчивость увеличивается до 69%.
В исследовании также рассматривалось общее влияние изменения климата на пожарную активность на Западе. Поскольку с 1984 года размер лесных пожаров постепенно увеличивается, моделирование исследовательской группы показало, что климатические переменные, такие как повышение температуры и постоянные засухи, могут объяснить 83% этого увеличения.
Экспериментальный прогноз этого года, который охватывает весь Запад, а не только зависящие от снега регионы, указывает, что пожары этим летом выжгут на 38% больше западных земель, чем в среднем с 1984 года. Прогноз не включает пожары в начале сезона до июня, такие как как массовые пожары, опустошившие Нью-Мексико этой весной, и не оценивает, как будут жить различные западные регионы. Однако в будущем ученые могут добавить такие детали.
«Наш план состоит в том, чтобы включить местные климатические переменные, такие как ветер, чтобы мы могли знать конкретные условия пожаров на уровне штата или даже округа», — сказал ученый из NCAR Сенлин Хе, соавтор исследования. «Это сделает его более ценным для заинтересованных сторон и пожарных, чтобы они могли прогнозировать пожарную активность в определенных регионах на Западе».
