Pożary, z powodu postępującego ocieplania się troposfery ziemskiej, są już, na całym świecie, prawie na wszystkich kontynentach. Jednak najbardziej spektakularne, od minionej dekady, występują właśnie w Kalifornii, o czym na początku rozdziału wspomnieliśmy.
Praca zespołowa, której autorem jest A. Park Williams, bioklimatolog z Obserwatorium Ziemi Lamont-Doherty na Uniwersytecie Columbia, przedstawiła dokładną analizę wpływu antropogenicznych zmian klimatu na pożary w Kalifornii 1.
Pożary w Kalifornii najczęściej występują w ciepłych okresach letnich i jesiennych i w dużej mierzą zależą od typu roślinności i jej stopnia wilgotności, topografii, zależnej od układu ciśnień atmosferycznych, oraz wzorców osadnictwa ludzkiego, w tym rozbudowywanego na obrzeżach lasów.
W serwisie Science Daily autorzy powyższej pracy napisali 2:
Na tle długotrwałych wzrostów temperatury w ostatnich dziesięcioleciach, Kalifornia odnotowuje coraz większe skoki sezonowych pożarów, a w ciągu ostatnich dwóch lat ciąg katastrofalnych, rekordowych pożarów. To skłoniło naukowców, polityków i media do zastanowienia się: jaką rolę może tu odegrać ocieplenie klimatu? Nowe badanie ukazuje wiele czynników, które mogą sprzyjać pożarom, i stwierdza, że w wielu, choć nie we wszystkich przypadkach, ocieplenie klimatu jest decydującym czynnikiem. Badanie wykazało w szczególności, że ogromne letnie pożary lasów, które nawiedziły Północne Wybrzeże i regiony Sierra Nevada, mają ostatnio silny związek z suchymi warunkami gruntowymi wywołanymi przez rosnące ciepło. Sugeruje to, że pożary lasów mogą wzrosnąć wykładniczo w ciągu najbliższych 40 lat, w miarę dalszego wzrostu temperatury.
—
Rys.1. Sezonowe i roczne spalone obszary w Kalifornii w latach 1972–2018. a) Całkowity obszar spalony w czterech regionach zainteresowania: b) Wybrzeże Północne, c) Sierra Nevada, d) Wybrzeże Środkowe, oraz e) Wybrzeże Południowe. Roczny spalony obszar rozkłada się na ten, który wystąpił w okresie styczeń-kwiecień (zielony kolor), maj-wrzesień (czerwony kolor) i październik-grudzień (pomarańczowy kolor). Znaczące prawdopodobieństwo (p < 0,05) trendów przedstawiono jako pogrubione czarne krzywe Park Williams i inni, 2019).
—
Badanie dokonuje analizy coraz większego wpływu ocieplenia klimatu na inicjację pożarów w zachodniej części Ameryki Północnej, szczególnie w stanie Kalifornia. Jednak występują one sezonowo, głównie latem oraz jesienią.
W latach 1972-2018, Kalifornia doświadczyła pięciokrotnego wzrostu rocznej spalonej powierzchni, głównie ze względu na ponad ośmiokrotny wzrost zasięgu letnich pożarów lasów. Wpłynęło na to wszystko wiele czynników.
Naukowcy zwrócili, tutaj, szczególną uwagę na suchość atmosfery nad Kalifornią, zwłaszcza nad jej południową częścią, która jest często także powodowana napływem gorącego pustynnego powietrza, niejednokrotnie przynoszącego specyficzne bardzo suche i gorące wiatry fenowe, tzw. Santa Ana. Wzmocniony efekt ekstremów pogodowych – fal upałów i suszy inicjuje zapłony niekontrolowanych pożarów.
Już od wczesnych lat siedemdziesiątych XX wieku, średnio bardzo gorące i suche dni w całej Kalifornii ociepliły się do dziś o około 1,4°C, w stosunku do okresu 1900-2000.
Ponadto, w atmosferze nad wybrzeżami, i z dala od nich, w części górzystej Kalifornii, nastąpił znaczny spadek opadów deszczu, zwłaszcza w okresie od wiosny do jesieni, z powodu blokady wyżowej na Pacyfiku, przez to znacznie zwiększył się deficyt ciśnienia pary wodnej (VPD – Vapour Pressure Deficit), opisany wcześniej w rozdziale z suszami. Najprościej mówiąc, jest to pobór wilgoci przez gorące powietrze atmosferyczne.
Naukowcy na wstępie swojej pracy napisali:
Trendy te są zgodne z trendami antropogenicznymi symulowanymi przez modele klimatyczne. Reakcja obszarów letnich pożarów lasów na VPD jest wykładnicza, co oznacza, że ocieplenie ma coraz większy wpływ. Solidne międzyroczne relacje, między VPD a obszarem letniego pożaru lasu, silnie sugerują, że prawie cały wzrost tegoż obszaru, w latach 1972–2018, był spowodowany wzrostem VPD. Wpływ zmiany klimatu na letnie pożary lasów był mniej widoczny na terenach nieleśnych. Jesienią dominującymi stymulatorami pożarów są wiatry i opóźniony początek opadów zimowych. Chociaż te zmienne nie zmieniły się znacząco w ciągu ostatniego stulecia, ocieplenie gruntów i wynikające z tego wysychanie w nich paliwa w coraz większym stopniu zwiększa prawdopodobieństwo dużych jesiennych pożarów. Wśród wielu procesów ważnych dla różnych reżimów pożarowych w Kalifornii, suszenie paliwa wywołane ociepleniem jest jak dotąd najwyraźniejszym powiązaniem między antropogeniczną zmianą klimatu a zwiększoną aktywnością pożarów w Kalifornii.
Na dodatek, na południu Kalifornii naukowcy zaobserwowali, z roku na rok, coraz bardziej zmniejszającą się grubość pokrywy śniegowej. Bywają lata, że prawie śniegu nie ma wcale. Coraz mniej jest wilgoci w glebie, co z kolei wpływa na to, że roślinność, zwłaszcza drzewostany iglaste, ma coraz bardziej obniżony poziom wód gruntowych. Dłuższy niedostatek deszczu oraz coraz gorętsza atmosfera w upalne letnie, a także, coraz częściej, ciepłe jesienne dni (tu z powodu wspomnianych wiatrów fenowych Santa Ana), sprawia, że roślinność ta cierpi na stres wodny i zarazem cieplny. A to z kolei skutkuje jej masowym wysychaniem. Dlatego też niejednokrotnie w takich zapalnych regionach świata jak Kalifornia, wysychająca roślinność staje się paliwem zapalnym do powstawania wielkoskalowych pożarów.
Kierownik badania i autor wspomnianej pracy – Park Williams w serwisie Science Daily powiedział:
Nie jest zaskoczeniem, że klimat ma taki wpływ na lasy, ale Kalifornia jest tak duża i tak zmienna, że nie ma jednego uniwersalnego wyjaśnienia, w jaki sposób klimat może wpływać na pożary na całym świecie.
Staraliśmy się zapewnić kompleksowe wyniki badań, aby pokazać ludziom, jak klimat wpłynął lub, w niektórych przypadkach, nie wpłynął na aktywność pożarową.
Podwyższone temperatury i wynikająca z tego suchość na ziemi podwoiły obszar wypalony w pożarach lasów na większych obszarach zachodnich Stanów Zjednoczonych w ostatnich dziesięcioleciach.
W kalifornijskich lasach infrastruktura ludzka rozrasta się, co stwarza potencjalne zagrożenie nie tylko dla tych wrażliwych ekosystemów, ale i też dla ludzi mieszkających w pobliżu nich.
Chociaż, jak zauważyli słusznie naukowcy, fragmentacja krajobrazów leśnych, w wyniku ingerencji człowieka, może w niektórych przypadkach ograniczać rozprzestrzenianie się pożarów. Jednak z powodu skurczenia się szaty roślinnej, opady deszczu i śniegu, z roku na rok, stają się coraz rzadsze i czasami te obszary lokalne mogą być narażone na zwiększenie ryzyka powstania pożaru, a czasami na jego zmniejszenie także. Wszystko zależy od wielu złożonych czynników naturalnych wpływających na kształt i dynamikę pogody i klimatu Kalifornii. Ale obszary zbiorowisk roślinnych zdominowane przez krzewy lub trawy z niewielkimi zadrzewieniami w danym regionie, wcale nie muszą podobnie reagować.
Naukowcy łącząc wiele danych naukowych z wielu źródeł,, doszli do wniosku, że rosnący deficyt ciśnienia pary wodnej (VPD), wywołany temperaturą, odpowiadał za prawie cały wzrost pożarów lasów w latach 1972-2018.
W grudniu 2017 r. ustanowiono nowoczesny rekord państwowy w zakresie największego indywidualnego pożaru (ponad 285 000 akrów) i najbardziej niszczycielskiego (spalone 5636 budowli, 22 osoby zabite).
—
Fot. Helikopter zrzuca wodę podczas walki z pożarem rancza, częścią pożaru kompleksu Mendocino, w pobliżu Clearlake Oaks w Kalifornii. (Źródło: Noah Berger/AFP/Getty Images)
—
W lipcu 2018 r. ustanowiono nowy rekord pod względem całkowitej rocznej spalonej powierzchni (prawie 1,7 miliona akrów), a rekordy z grudnia 2017 r. zostały pobite w odniesieniu do największego indywidualnego pożaru (pożar kompleks Mendocino, który zniszczył 464 500 akrów) i najbardziej destrukcyjnego: pożaru, który spalił 18 804 budowle i zabił 85 osób. Ogień zrównał z ziemią prawie całą leśną bioróżnorodność Paradise.
Naukowcy w swojej pracy napisali:
Zdolność suchych paliw do wywoływania dużych pożarów jest nieliniowa, co pozwoliło na zwiększenie wpływu ocieplenia.
Ocieplenie spowodowane przez człowieka już znacznie zwiększyło aktywność pożarów w Kalifornii, szczególnie w lasach Sierra Nevada i na północnym wybrzeżu, i prawdopodobnie będzie tak dalej w nadchodzących dziesięcioleciach.
—
W 2022 r. zostało przeprowadzone interesujące badanie pożarów lasów w Kalifornii przez zespół amerykański, który współtworzyli: profesor emerytowany Mark E. Harmon z Wydziału Ekosystemów Leśnych i Społeczeństwa, na Uniwersytecie Stanu Oregon w Corvallis, Chad T. Hanson z Projektu Johna Muira, Earth Island Institute w Big Bear City, Dominick A. DellaSala z Wilde Heritage, projektu Earth Island Institute, stwierdzili, że badania satelitarne i naziemne za pomocą LIDAR, które wykazały, że spalona biomasa leśnych drzew kalifornijskich w płomieniach wielu pożarów średnio wyniosła 85%, to te wyniki ich zdaniem nie są wiarygodne. Naukowcy, spędzając czas w Górach Sierra Nevada, w strefie pożaru Creek, trwającego od września 2020 roku i rozciągającego się na powierzchni 400 000 akrów oraz w strefie pożaru Rim, który miał swój początek w 2013 roku i rozprzestrzenił się na ponad 250 000 akrów, obliczyli, że spalona biomasa tych drzew jest mniejsza niż 2%.
—
Rys.2. Położenie obszaru badawczego w (a) zachodnich Stanach Zjednoczonych, (b) Kalifornii i (c) na obrzeżach pożaru Creek w 2020 roku i pożaru Rim w 2013 roku w górach Sierra Nevada w Kalifornii (Mark E. Harmon et al., 2022).
—
Naukowcy w ciągu czterech lat dokładnie badali pożary na kilku poziomach złożonego wielkoskalowego pożaru. Mianowicie w strefie pożarowej dokładnie zbadali i obliczyli tempo spalania, poczynając od gałęzi, drzew, drzewostanów, a kończąc na krajobrazach. Przy czym ustalili precyzyjnie ilość węgla pozostałego w biomasie drzew i uwolnionego do atmosfery.
Badanie wykazało istotne różnice wskaźników spalania na różnych poziomach. Czyli, na poziomie gałęzi dużych drzew wprawdzie było to 100%, ale już na poziomie małych drzew wyniosło 57%. A analizując wskaźniki spalania na wyższych poziomach: na poziomie drzewostanu, wynik był bardzo niski, wskazał zakres od 0,1% do 3,2%). A na poziomie krajobrazu jeszcze niższy, który pokazał zakres od 0,6% do 1,8%.
Autorzy tego interesującego badania w Science Daily napisali podkreślając dwa istotne fakty, że poziom drzewostanu dotyczy wszystkich gatunków drzew, zarówno iglastych, jak i liściastych, mających różne rozmiary o określonej klasie ciężkości pożaru; a poziom krajobrazu oznacza cały spalony obszar, który jest uśredniony w poszczególnych klasach ciężkości pożaru.
Harmon dla tego samego serwisu powiedział kluczowe bardzo ważne rzeczy dotyczące pożarów lasów:
„Chociaż wielu naukowców terenowych prawdopodobnie nie uznałoby naszych wyników za zaskakujące, niedawno opublikowano recenzowane szacunki dotyczące spalania do 85% żywych drzew z pożaru krawędzi”
„Inne badania oparte na przeglądzie literatury sugerują, że do 65% żywych drzew mogło zostać spalonych w miejscach o dużej intensywności. Nikt w procesie recenzowania nie kwestionował wyników”.
Z kolei Hanson powiedział wprost, że powyższe badania w sposób udowadniający, że razem z Harmonem i DellaSallą nie mylą się ani trochę:
“Nawet w przypadku megapożarów sklasyfikowanych jako duże, znaczna część obszaru w obrębie obwodu pożaru płonęła z niską i umiarkowaną intensywnością, przy spalaniu żywych drzew poniżej 0,5% na poziomie drzewostanu”
„To badanie pokazuje wartość badań naziemnych w podejmowaniu decyzji politycznych i zarządzaniu. Usuwanie roślinności na rozległych obszarach prawdopodobnie doprowadzi do większej skumulowanej emisji dwutlenku węgla niż same duże pożary”.
DelaSalla podsumował powyższe badania:
“Naukowcy coraz częściej podkreślają znaczenie magazynowania większej ilości węgla w dojrzałych, starszych drzewach, niezależnie od tego, czy lasy spłonęły, czy nie, jako sposób na ograniczenie całkowitej emisji gazów cieplarnianych.”
„Sugerujemy, aby badacze i decydenci unikali stosowania wskaźników spalania, które nie są oparte na badaniach terenowych, ponieważ wydają się zawyżać emisje pożarów wykorzystywane w raportowaniu emisji dwutlenku węgla; może to potencjalnie źle ukierunkować politykę łagodzenia zmiany klimatu”.
Bez żadnych wątpliwości. Powyższe badanie służy też ochronie przyrody. Przeciwko złym decyzjom wyrębów drzew w rzekomej obawie przed wyolbrzymionymi emisjami dwutlenku węgla podczas trwania pożarów leśnych.
—
Referencje:
- Williams A. P., 2019 ; Observed Impacts of Anthropogenic Climate Change on Wildfire in California ; Earth’s Future ; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019EF001210
- Earth Institute at Columbia University, 2019 ; Study bolsters case that climate change is driving many California wildfires ; Science Daily ; https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190715103311.htm
- Harmon M. E., 2022 ; Combustion of Aboveground Wood from Live Trees in Megafires, CA, USA ; Forests ; https://www.mdpi.com/1999-4907/13/3/391
- Oregon State University, 2022 ; Huge Forest Fires Don’t Cause Living Trees to Release Much Carbon, Research Shows ; Science Daily ; https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220314120657.htm