Пожары по мере потепления климата

Западные пожары разгораются все выше в горах и беспрецедентными темпами по мере потепления климата.
Запад США переживает еще один сезон сильных пожаров, и недавнее исследование показывает, что даже высокогорные районы, которые когда-то считались слишком влажными для горения, подвергаются все большему риску из-за потепления климата.

К началу сентября сожжено более 5 миллионов акров земли, поэтому сезон пожаров в США в 2021 году приближается к сезону экстремальных пожаров 2020 года. Это лето было самым жарким за всю историю наблюдений и одним из самых засушливых в регионе: 80% Запад США переживает сильную или исключительную засуху. Такое сочетание тепла и сухости — рецепт ужасных лесных пожаров.

Карта смежных Соединенных Штатов с историческими рейтингами температуры в каждом штате. Некоторые из них были самыми горячими за всю историю наблюдений или были близки к этому.
В нескольких штатах июнь-август был самым жарким периодом с момента начала последовательного ведения учета в 1890-х годах. NOAA
В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences в мае 2021 года, наша команда ученых и инженеров по пожарным и климатическим вопросам обнаружила, что лесные пожары теперь достигают более высоких, обычно более влажных высот. И они горят там с беспрецедентной скоростью в недавней истории пожаров. Два пожара в северной Калифорнии в 2021 году — пожары Дикси и Калдор — являются примерами: они были первым и вторым зарегистрированными лесными пожарами, которые пересекли гребень Сьерра-Невада и горели с обеих сторон.

Хотя историческое тушение пожаров и другие методы ведения лесного хозяйства играют определенную роль в обострении проблемы пожаров на Западе, в изученных нами высокогорных лесах мало кто вмешивался. Результаты ясно указывают на то, что изменение климата позволяет этим обычно влажным лесам гореть.

Наше исследование показало, что по мере того, как лесные пожары ползут все выше в горы, еще одна десятая часть лесных массивов Запада находится под угрозой. Это создает новые опасности для горных сообществ, оказывая воздействие на источники воды в нижнем течении, а также на растения и диких животных, которые называют эти леса своим домом.

Карта, показывающая, как лесные пожары на большой высоте поднимались в гору.
Лесные пожары достигли больших высот по мере того, как с 1984 по 2017 год засыхал климат. Каждые 200 метров равняются 656 футам. Моджтаба Садех, CC BY-ND
Возрастающая опасность пожара в высоких горах
В новом исследовании мы проанализировали записи всех пожаров площадью более 1000 акров (405 гектаров) в горных районах континентальной западной части США в период с 1984 по 2017 год.

Количество сожженной земли увеличилось на всех высотах в течение этого периода, но наибольшее увеличение произошло выше 8 200 футов (2 500 метров). Чтобы представить эту высоту в перспективе, Денвер — город высотой в милю — находится на высоте 5280 футов, а Аспен, штат Колорадо, на высоте 8000 футов. Эти высокогорные районы представляют собой в основном удаленные горы и леса с небольшими поселениями и горнолыжными курортами.

Площадь горящих участков выше 8 200 футов увеличилась более чем в три раза в 2001-2017 годах по сравнению с 1984-2000 годами.

Огонь освещает хребет за фермой.
Один из крупнейших лесных пожаров в Колорадо, Восточный тревожный пожар 2020 года, пересек континентальный водораздел и горел на высоте около 9000 футов в октябре, когда обычно шел снег. AP Photo / Давид Залубовски
Наши результаты показывают, что потепление климата уменьшило высокогорный барьер воспламеняемости — точку, где леса исторически были слишком влажными для регулярного горения, потому что снег обычно сохранялся до лета и снова начинал выпадать рано осенью. За эти три десятилетия пожары поднялись на высоту около 826 футов (252 метра) в западных горах.

Пожар на пике Камерона в Колорадо в 2020 году стал крупнейшим пожаром в истории штата, сгорел более 208000 акров (84 175 гектаров), и является ярким примером лесного пожара на большой высоте. Огонь загорелся в лесах на высоте 12000 футов (3658 метров) и достиг верхней границы деревьев Скалистых гор.

Мы обнаружили, что повышение температуры за последние 34 года помогло расширить территорию пожаров на Западе до дополнительных 31 470 квадратных миль (81 507 квадратных километров) высокогорных лесов. Это означает, что ошеломляющие 11% всех лесов на западе США — площадь, по размеру сопоставимая с Южной Каролиной — сейчас подвержены пожарам, а не три десятилетия назад.

Здесь нельзя винить тушение пожара
В лесах на более низких высотах пожарной активности способствуют несколько факторов, в том числе присутствие большего количества людей в диких районах и история тушения пожаров.

В начале 1900-х годов Конгресс поручил Лесной службе США управлять лесными пожарами, что привело к сосредоточению внимания на тушении пожаров — политике, которая продолжалась до 1970-х годов. Это привело к скоплению горючего подлеска, который обычно смывается случайными естественными пожарами. Увеличение биомассы во многих лесах на более низких высотах на Западе было связано с увеличением числа сильных пожаров и мегапожаров. В то же время потепление климата привело к высыханию лесов на западе США, что сделало их более уязвимыми для крупных пожаров.
Сосредоточив внимание на высотных пожарах в районах с небольшой историей тушения пожаров, мы можем более четко увидеть влияние изменения климата.

Большинство высокогорных лесов не подвергались значительному тушению пожаров, вырубке леса или другой деятельности человека, и поскольку деревья на этих высотах находятся в более влажных лесах, у них исторически были длительные интервалы между пожарами, обычно столетие или более. Тем не менее, они испытали самый высокий темп роста пожарной активности за последние 34 года. Мы обнаружили, что это увеличение сильно коррелирует с наблюдаемым потеплением.

Высокогорные пожары создают новые проблемы
Пожары на большой высоте имеют последствия для природных и антропогенных систем.

Высокие горы — это естественные водонапорные башни, которые обычно являются постоянным источником воды для миллионов людей в засушливые летние месяцы на западе США. Шрамы, которые оставляют после себя лесные пожары, известные как шрамы от ожогов, влияют на то, сколько снега может накапливаться на большой высоте. Это может повлиять на время, качество и количество воды, которая достигает водохранилищ и рек ниже по течению.

Пожары на большой высоте также уничтожают стоящие деревья, которые служат опорными точками, которые обычно стабилизируют снежный покров, повышая риск схода лавин.

Утрата кроны деревьев также подвергает горные потоки воздействию Солнца, повышая температуру воды в ручьях с холодным верхом. Повышение температуры в ручье может нанести вред рыбам, более крупным животным и хищникам, которые на них полагаются.

Изменение климата увеличивает риск возникновения пожаров во многих регионах мира, и исследования показывают, что эта тенденция сохранится по мере потепления планеты. Увеличение числа пожаров в высоких горах является еще одним предупреждением для Запада США и других стран о предстоящих рисках, связанных с изменением климата.

Это обновление статьи, опубликованной 24 мая 2021 года.

[Узнавайте о новых событиях в науке, здоровье и технологиях каждую неделю. Подпишитесь на научный бюллетень The Conversation.]