התפשטות שריפות יער: גורמים, מודלים ומניעה

הבנת התקדמות שריפת יער אינה עניין של טכנאים בלבד: זה עוזר לנו למנוע, לקבל החלטות טובות יותר ולהגן על חיים ומערכות אקולוגיותאש, רחוקה מלהיות תהליך פשוט, מגיבה לכללים פיזיים ברורים, לתצורת השטח ולכמות וסוג הצמחייה הזמינה.

יתר על כן, אש היא חלק ממערכות אקולוגיות רבות, ובמקביל, מונעת במידה רבה על ידי פעילות אנושית. במדינות כמו ספרד, הרוב המכריע של השריפות נגרמות על ידי פעילות אנושית., בעוד שדינמיקת ההתפשטות שלו תלויה בקומץ גורמים ידועים: דלק, מזג אוויר וטופוגרפיה.

אש כגורם אקולוגי: טבעי ואנתרופוגני

אש היא גם גורם אקולוגי בעל השפעות ישירות ועקיפות בתפוצת מינים, רצף צמחים ויציבות בית גידול. במערכות מסוימות, זה אף מגרה את ההתחדשות והרבייה של מינים מסוימים.

למרות שזה יכול להתחיל באופן טבעי (למשל, מברק), רוב השריפות בספרד נגרמות כתוצאה מפעולות אנושיות., מכוון או עקב רשלנות. השפעותיהם באות לידי ביטוי במיקרו-אקלים, בקרקע ובצמחייה, וגם ב שמורות ביוספרה.

• מיקרו אקלים: אובדן כיסוי הצמחייה לאחר שריפה מגביר את הקרינה הפוגעת, את משרעת התרמית, את מהירות הרוח בגובה הקרקע ואת האידוי; זה מעדיף קהילות קסרופיטיות ופירופיטיות יותר ומפחית את הגיוון.
• קרקע, אדמה: הסיכון לסחף מים עולה, חדירות יורדת, רמת החומציות עולה עקב אפר, וחומרי הזנה מגויסים בפתאומיות. מפחית את פעילותם של מיקרואורגניזמים בקרקע.
• בצמחייה, ההשפעה המיידית היא הרס החלקים העל-קרקעיים; לאחר מכן מופיעים בדרך כלל צמחים עשבוניים ומינים חלוצים. התחלת רצף משני שעשוי לקפוא על שמריו או להיסוג לסגת אם שיעור הישנות השריפות גבוה.

סיבות, מקור וגורמים השולטים בהתנהגות

שריפת יער נחשבת לכל שריפה אשר הוא מתפשט באופן בלתי נשלט דרך אדמות מיוערות.כדי שתתרחש בעירה, שלושת המרכיבים של משולש האש חייבים להתאחד: חום, חמצן ודלק.

לאחר ההפעלה, חלק מהחום מתפזר לסביבה, אך חלק אחר מחמם מראש ומפעיל דלקים חדשיםמה שמאפשר לתהליך להימשך ללא המקור הראשוני. ביער, העברת החום הדומיננטית היא הסעה: אוויר חם עולה, מחמם חומר בגבהים גבוהים יותר, ויכול לקדם קפיצות אש לצמרות העצים ולהופעתן של שריפות משניות.

התנהגות האש מוסברת על ידי "משולש התנהגות האש": דלק, מטאורולוגיה וטופוגרפיהכל קודקוד משנה את עוצמת החזית, מהירות ההתקדמות וכיווןה, בהתאם ל... חומרת שריפות היער.

• דלק יער: הוא כולל צמחייה חיה ופסולת דליקה. מבנהו, עומסו, רציפותו, עוביו ותכולת הלחות שלו קובעים את תחילת השריפה. האנרגיה המשתחררת וקושי השליטה.
• מטאורולוגיה: קרינת שמש, משקעים, טמפרטורה, לחות יחסית, רוח ויציבות אטמוספרית יש להם השפעה מכרעת על התפשטות"כלל ה-30" (טמפרטורת טמפרטורה > 30 מעלות צלזיוס, לחות יחסית < 30%, רוח > 30 קמ"ש) מציין תרחיש סכנה קיצוני.
• טוֹפּוֹגרַפִיָה: השיפוע מאיץ את התפשטות העלייה עקב חימום מוקדם, בעוד שההקלה והאורוגרפיה הם מתעלים רוחות ויוצרים מיקרו-אקלים אשר עלולים להגביר את התקדמות האש.

מנגנונים פיזיקליים של התפשטות חום

האש מתפשטת על ידי העברת אנרגיה לדלקים סמוכים עד שהם נדלקים. המנגנונים המרכזיים הם קרינה, הסעה והולכה., עם שתי תופעות נוספות בעלות עניין מבצעי רב: חימום מוקדם ופיזור חלקיקים ליבון.

קְרִינָה

קרינה מחממת דלקים שכנים ללא מגע ישיר וקשורה קשר הדוק לאורך הלהבות; זה יכול להפעיל הצתה ממרחק מסוים של החזית הראשית כאשר זרימת הקרינה עזה.

הולכת חום

עמודי אוויר חם עולים עקב הבדלי צפיפות, ובשילוב עם הרוח, הם נושאים גחלים וחוםמנגנון זה אחראי להתפרצויות משניות רבות אשר קופצות על מחסומים ומקשות על בלימה.

חימום מראש

החום הנפלט מהלהבות מעלה את הטמפרטורה של דלקים שעדיין לא מעורבים (ושל ציוד מתגלגל), קיצור זמן ההצתה ומאיץ את התפשטותה, במיוחד על מורדות הגבעות.

נְהִיגָה

העברה דרך החומר עצמו פחות רלוונטית בשריפות שטח או שריפות ראשיות, מכיוון שעץ הוא נהג גרועעם זאת, בשריפות תת-קרקעיות, נהיגה הופכת למכרעת.

חלקיקים

גחלים ורסיסים לוהטים אחרים, המונעים על ידי רוח או עמודת הסעה, הם שותלים נקודות חמות חדשות במרחק מאות מטריםאפילו אבנים המחוממות על ידי גלגול יכולות להתחיל נקודות מחוץ להיקף.

מודלים של דלק ויישומיהם

כדי לצפות את התנהגות השריפה, נעשה שימוש באמצעים הבאים מודלים של דלק המקבצים צמחייה בעלת תכונות דומות13 המודלים של רוטרמל שעובדו על ידי ICONA מסודרים לארבע משפחות: שטחי מרעה (1-3), שטחי שיחים (4-7), פסולת עלים מתחת לעצים (8-10) ושרידי כריתה או פעולות יערנות (11-13).

הקצאת מודל לכל אזור מאפשרת לאזור את השטח ולחזות את התפתחות השריפה בהתאם למבנה ולהמשכיות של הדלק, מה שמקל הן על תכנון מונע והן על קבלת החלטות בכיבוי שריפות.

סוגי שריפות ושלבי תפעול

כל שריפה עוברת שלושה שלבים: התחלה (הצתה), התפשטות והכחדהלמטרות טקטיות, כדאי גם להבחין בין הטיפולוגיה לפי שכבת הצמחים המושפעת.

• שריפה קרקעית או תת-קרקעית: הוא מתקדם דרך פירוק חומר אורגני ושורשים; בדרך כלל הוא נשרף לאט ועם להבה מועטה עקב חוסר חמצן.
• אש עילית: הוא מתקדם דרך עלים, צמחים עשבוניים, אדמות שיחים ועץ עדין שנפל; זהו הסוג הנפוץ ביותר.
• אש של כוסות: זה יכול להתרחש כצריבה (התהוות מקומית), ככתרים פסיביים (תלויים באש פני השטח) או ככתרים אקטיביים (התפשטות עצמאית בכתרים, בדרך כלל עם רוחות > 30 קמ"ש וחופה רציפה).

בהתאם להיקף, זה מכונה ניסיון (פחות מ-1 דונם), שריפות רגילות (בין 1 ל-500 דונם) ושריפות יער גדולות (FFF, יותר מ-500 דונם), כאשר האחרונות אחראיות לחלק גדול מהשטח שנשרף מדי שנה על ידי אורכי להבה גבוהים, מהירויות גבוהות ופעילות כוסאירועים אלה צפויים יגדל בשנים הקרובות.

בין קבצי ה-GIF תוארו הדברים הבאים: שריפות דור שישימונעים על ידי תנאים קיצוניים ונטישה של ההר, עם עמודים קונבקטיביים המסוגלים לייצר מוקדים משניים מרובים והתנהגויות מטעות (הם מתעצמים כאשר נראה שהם נוטים לשקוע).

בנוסף לגישה הקלאסית לפי דלק, מזג אוויר וטופוגרפיה, חלק מהניתוחים כוללים קטגוריות כגון שריפות המונעות על ידי רוח, טופוגרפיות או גזשימושי לפירוש דפוסי התפשטות ולהתאמת תמרון ההתקפה.

מטאורולוגיה, תבליט וביומסה: השילוב השולט

השיפוע וכיווני השמש, יחד עם עמקים, גבעות וקניונים, הם מאיצים את ההתקדמות בעלייה ומתעלים את הרוח.יצירת "אפקט ארובה". הרציפות ומצב הביומסה (האם היא חיה או מתה, תכולת הלחות שלה והמבנה שלה) קובעים את האנרגיה ומהירות ההתפשטות. יתר על כן, בצורות וגלי חום להגביר את הסכנה.

מזג האוויר הוא המפתח: רוח, טמפרטורה ולחות יחסית הם מגדירים חלונות הזדמנויות או תרחישים של סיכון קיצוני. עם אוויר חם ויבש והרבה דלק על המדרון, האש נוטה לצבור עוצמה ומורכבות כבר מההתחלה.

באדמות מרעה, עם דלק יבש ודק, תועדו התקדמות מהירה מאוד; בעצי מחט או אקליפטוס, ההתפשטות יכולה בקלות לעלות על 9-10 קמ"ש עם רוח ודלקים יבשים. הגחלים, בתורן, מסבירות שבירת קווים ונקודות חמות חדשות לפני החזית.

דוגמאות אחרונות ממחישות היטב את המורכבות הזו: בשריפה בקאסאס דה לאזארו (אלבסטה, 2022), הטופוגרפיה המשופעת והרוח היבשה הם הגבירו את מהירות החזית; באזור לאס מדולאס (לאון), עם שטח לא סדיר וחום, הובלת הגחלים סיבכה את עיגון הקווים ואת הבלימה מרחוק.

מניעה וגידול יערות מונע

מניעה נועדה להפחית את דליקות, כדי להגביר את עמידות האש של מסות ולספק בטיחות לפעולותזה מתמקד בדלק הזמין ובמזעור הסבירות להצתה; האמצעים כוללים אסטרטגיות למניעת שריפות.

• אזורי הגנה מונעת: רצועות של 40-100 מטר (עד 150 מטר תלוי בשיפוע ובגובה המסה) ביערות שבהם מודל הדלק שונה כדי להפחית ביומסה ו להקל על שליטה בשריפות קרקע.
• חומות אש: רצועות של 20-30 מטר עם אדמה מינרלית חשופה, הקשורה לייעור מחדש או אדמת שיחים שבהם שטחים גדולים אינם בני קיימא; הם משמשים כתמיכה לקווי הגנה..
• חגורות תמיכה מונעות: ברוחב משתנה, נתמך על ידי תשתית, עם פינוי וגיזום עבור עומס דלק נמוך יותר.

בנוגע לשלושת הגורמים העיקריים, אנו יכולים לפעול בנוגע לביומסה (שבירות אש, אזורי בלימה, היקפי אבטחה, ניהול יערנות ושימור עמקים) ובעקיפין, לצפות את מזג האוויר בעזרת תחזיות AEMET ומפות סכנות שריפה כדי לתכנן שימושים והגבלות.

מודעות חברתית, ניצול משופר של היער, גידול בעלי חיים נרחב ו כוויות שנקבעו בתקופות בסיכון נמוך הם חלק מארגז הכלים המונע. חקיקה והעמדה לדין יעילה של מציתים גם מרתיעים ומפחיתים את מספר השריפות.

גילוי ומעקב

גילוי מוקדם, מיקום מדויק ותקשורת מהירה למטה הם חיוניים: "אזעקת האש" מפחיתה את הדקות הקריטיות בין ההצתה להגעת שירותי החירום. רוב האזעקות מבוססות על עשן, שיכול להיות כוזב, לגיטימי (שריפה מורשית) או לא לגיטימי (עם פוטנציאל לגרום לשריפה).

• מעקב קרקעי קבוע: מגדלים ובתי שמירה באזורים בעלי ערך גבוה או סיכון גבוה, הממוקמים עבור למקסם את הנראות ולמזער את השטחים המתים.
• מעקב קרקעי נייד: רכבי מעקב ותקיפה ראשונה 4x4 עם רדיו, משאבה ומיכל (400-500 ליטר), צינורות ורמחים, תרמילי גב לכיבוי אש, פולאסקי וציוד נוסף; הם מספקים אפקט הרתעה ויכולת התקפה ראשונית.

מערכות מודרניות משלבות חיישני יער המנטרים CO2, CO2, טמפרטורה, לחות ורוח כמעט בזמן אמת. אלגוריתמים לגילוי הזנה ומודלים של התפשטות ומראה התקדמות ב מודלים של התרעה מוקדמתהנתונים משולבים בענן ומסייעים בקבלת החלטות ובבטיחות תפעולית במהלך שריפה.

כיבוי ובטיחות תפעולית

התקפה ישירה פועלת על החומר הבוער (מים, קצף/מעכב, חנק או הפרדת דלק), בעוד שהתקפה עקיפה הכנת תורים וטיפולים מרחוק מהחזית (שבירות אש מקריות, שריפות חוזרות, השרייה בדלקים שלא נשרפו).

משאבי קרקע (גדודי סוכנים וכבאי יערות) פועלים בתיאום עם מטוסים כדי קווי עיגון, הגנה על נכסים ואבטחת היקפיםכיבוי שריפות יער הוא משימה בעלת סיכון גבוה: שינויי כיוון פתאומיים, קריסות הסעה, חום ועשן יוצרים חוסר התמצאות וסכנות קטלניות.

מהירות היא הכל: בספרד, בממוצע, כ-20 דקות להזזת כלי רכב קרקעיים מגילוי, 64 דקות עד לשליטה ו-120 דקות עד להכחדה (ערכים ממוצעים המשתנים בהתאם לשטח, לגישה ולתנאים).

סיבות, אחוזים ותנאי הצתה

הסיבות המיידיות מגוונות, אך שני גורמים עיקריים מתאחדים: צמחייה שופעת ותקופות בצורתכאשר לחות הקרקע נמוכה מ-30% בערך, צמחים אינם משחזרים את המים שאבדו, הם מתייבשים ופולטים אתילן (תרכובת דליקה), מה שהופך את הצמחייה והאוויר שמסביב לדליקים.

• מְכוּוָן: כמעט 54% בספרד. הגורמים העיקריים הם שריפות חקלאיות בלתי מורשות או בלתי מבוקרות, כמו גם פירומניה, שיטות ציד, ונדליזם, רציחות נקמה, הרחקת חיות בר וספקולציות בקרקעות. או מניעים כלכליים.
• רשלנות ותאונות: ~26%. כוויות מורשות שיוצאות משליטה, בדלי סיגריות, מדורות שלא כבו בצורה טובה, מכונות, קווי חשמל, עבודות ייעור ואחרות.
• בָּרָק: 4-5% מהמקרים.
• לא ידוע: ~15%.
• מחזות: ~2% עקב הצתה מחודשת של גחלים שהוסתרו בשריפות קודמות.

בסך הכל, פעילות אנושית גורמת ליותר מ-80% מהשריפות הן בספרד והן בארה"ב, ובספרד רוב השטח שנשרף נובע מאירועים אלההאחוזים משתנים לפי אזור ושנה, אך המגמה האנתרופוגנית ברורה.

רמות תפעוליות ותיאום

לצורכי ניהול, נעשה שימוש בסולם המסווג רמות חירום בין 0 ל-3. רמות 0 ו-1 אלה מנוהלים על ידי הרשויות האזוריות באמצעות משאבים משלהן. רמה 2 כוללת הפעלת משאבי מדינה, ורמה 3 מעלה את רמת החירום ל... היקף לאומי כאשר המדינה לוקחת שליטה.

השפעות, התאוששות ופירואקולוגיה

שריפות משפיעות על הקרקע, המים, האוויר, המגוון הביולוגי והכלכלה. עם היעלמות כיסוי הצמחייה, הסחף מרקיע שחקים וחומרים מזינים הולכים לאיבוד; האדמה מדלדלת ביולוגית וכימית בגלל הטמפרטורות הגבוהות.

עולם החי סובל מתמותה ישירה (במיוחד חסרי חוליות וצעירים), בנוסף לעקירות ואובדן בתי גידול; בריאות האדם עלולה להיפגע עקב עשן ומזהמים. תשתיות ורכוש ניזוקים, וישנן שיבושים בתקשורת ועלויות שיקום. פליטות הפחמן הדו-חמצני ואובדן כיורי פחמן תורמים לשינויי האקלים.

יער יכול לקחת בין 30 ל-50 שנה להתאושש, תלוי באקלים, במין ובחומרתו. כדי להאיץ את ההתאוששות, משתמשים באמצעים הבאים: הגנה על הקרקע מפני סחף (חיפוי, קש), חיסון פטריות סימביוטיות, וכאשר התחדשות טבעית אינה בת קיימא, ייעור מחדש סלקטיבי פרויקטים לשיקום היערות.

מינים רבים התפתחו באמצעות אש: אננסים סרוטיניים, נבטים אפיקורמיים וליגנוטוברקלים הם מאפשרים למערכות אקולוגיות להתקיים או להתחדש לאחר שהלהבות חולפות. פירואקולוגיה חוקרת את הקשר בין אש למערכת אקולוגית באדמות מרעה, סוואנה, צ'פארל ויערות מחטניים, שם אש יכולה ליצור פסיפסים ולשמור על מגוון.

בעשורים האחרונים, מאמצי מניעה וכיבוי שריפות הצליחו להפחית את שטח השריפה השנתי ברחבי העולם, אם כי שינויי האקלים ונטישה כפרית ממשיכים להוות אתגרים. הם מאיימים להפוך את המגמה.מכאן החשיבות של שמירה על עבודות ייעור, רשתות תשתיות, מעקב, מחקר ואזרחות שותפה באחריות.

אם נשלב את כל האמור לעיל יחד, מתברר שהתקדמות האש מגיבה לחוקים פיזיקליים ולמשולש תפעולי (דלק, מטאורולוגיה, טופוגרפיה) המעוצב על ידי פעילות אנושית; מנעו באמצעות גידול יערות ותכנון, גילו מוקדם יותר ותקפו בשיקול דעת זה מה שעושה את ההבדל בין שריפה קטנה לשריפה יער גדולה, בעוד שניהול לאחר שריפה ופירואקולוגיה מלמדים אותנו לחיות עם אש מבלי להוריד את ערנותנו.