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科学家模拟森林和火灾动态 以了解未来野火的区域燃烧

气候变化和野火 - 这是一种可燃混合物,具有代价高昂的破坏和致命后果。为了理解这两个变量之间的联系,研究人员多年来研究了内华达山脉中气候和野火相互作用的影响。该研究已经演变为学习树木的分布,森林覆盖的范围和碳动态。

然而,之前的大多数研究都研究了气候变化与野火焚烧区域之间的关系,这是野火对气候的影响。火是一种受生产力影响的自我限制过程。然而,许多火灾预测假设有足够的植被来支持火灾,对碳动态和排放具有重大影响。

气候直接影响植被,并通过气候介导的干扰过程,如野火。通常,基于燃烧的植被的可用性,燃烧的面积和温度正相关。与植被的相互作用,为火燃烧提供燃料,尚未得到深入研究。

现在,科学家,包括新墨西哥大学生物系的Matthew Hurteau,正在通过模拟内华达山脉的野火来研究更多的数据,以提高他们对现有和未来野火的理解。他们假设先前的野火及其对植被的影响,加上气候变化及其对野火后植被恢复的影响,可能会限制未来野火的规模。

题为“植被 - 火灾反馈”的研究减少了气候变化带来的预计面积,“今天发表在”科学报告“上,旨在更好地了解气候 - 野火相互作用及其如何影响野火排放,以及后来内华达山脉的空气质量山脉。

使用模拟森林和火灾动态的景观模型,Hurteau和他的同事进行了模拟,其中气候是对燃烧区域(静态)的唯一影响,并且气候和先前火灾事件对燃料可燃性和可用性的相互作用影响了区域燃烧(动态) )。

“利用包括光合作用和呼吸作用在内的生态系统模型,我们能够了解植被对每个十年的气候和面积的影响,”Hurteau说。“我们使用了每个十年的生态系统模型输出和一个统计模型,该模型考虑了先前区域燃烧和气候的影响,以重新估计随后十年的火灾大小分布,并捕捉到之前野火的影响。”

他们发现的有点令人惊讶。他们曾预计,先前的火灾事件及其对森林中可燃烧燃料量的影响将对未来燃烧区域造成很大限制。科学家称之为先前火灾事件造成的燃料限制效应,但他们发现它不会持续很长时间,而且并不像他们想象的那么大。

“我们发现,与静态情景相比,气候是对燃烧面积的唯一影响,考虑到先前火灾和气候对燃料可用性和可燃性温和度的相互作用,只会使内华达山脉的累积面积减少约7.5%。本世纪的进程。这比我们预期的要低得多,因为足够的植被能够在火灾后恢复,燃烧区域能够很快地支持随后的火灾,“Hurteau说。

作为研究的一部分,Christine Wiedinmyer是大气化学家,科罗拉多大学环境科学研究合作研究所科学副主任,在Hurteau和其他人的工作基础上,将其提升到大气污染物排放水平。观察不同气候下不同植被类型的野火烟雾释放情况。

Wiedinmyer利用其他研究人员的信息来确定植被燃烧量的变化如何影响野火烟雾排放的空气污染物的数量。包含新的植被动态改变了野火污染物排放的估计 - 这最终会影响空气质量。获得更详细的植被/野火/排放预测的能力将使空气质量管理者能够更好地预测未来的野火空气质量影响。

“这项研究表明,野火活动不仅受到气候的影响,还受到植被和先前火灾的影响,”Wiedinmyer说。“当你将所有这些成分都包含在野火的预测中时 - 它可以改变我们对野火中空气污染物的预测。这很重要,因为这些信息可以帮助空气质量管理者知道预期的内容以及如何规划它。”

Hurteau说:“我们的研究结果的好处更多是为了提高我们对社区在内华达州野火焚烧时受影响的空气棚面临的潜在挑战的理解。”“这也有利于政策规划。从管理规划的角度来看,这项工作基本上向我们展示了其中一个火灾事件的影响只影响了大约十年,并且在野火的足迹中有足够的植被再生长10年内再次发生火灾。“

Hurteau指出,加利福尼亚州的气候行动计划依赖于该州自然植被系统对碳的持续吸收,以帮助平衡人为造成的二氧化碳排放。“这有助于限制未来野火的一些不确定性以及它将如何影响森林的碳吸收,”他说。

该研究是一项合作项目,涉及来自不同学科的科学家,包括生物学,空气化学,工程学,包括伊利诺伊大学的Shuang Liang和加州大学默塞德分校的LeRoy Westerling。

Wiedinmyer补充说:“我们能够在新的细节层面上看到野火,并协同工作,以更好地了解野火在不同条件下的表现。”

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