Pożary a zmiany klimatu
Pożary mają znaczny wpływ na środowisko, ekonomię oraz społeczeństwo. Oprócz natychmiastowych strat w życiu i mieniu, wpływają na bioróżnorodność, właściwości gleby, strukturę lasów, jakość powietrza i zdrowie ludzi. Szacuje się, że pożary uwalniają rocznie około 2 gigatony węgla do atmosfery[i], co znacznie przyczynia się do ogólnej wielkości emisji gazów cieplarnianych i wzmocnienia zmian klimatu.
Globalne ocieplenie wpłynęło na zmienność powierzchni spalonej w ostatnich dwudziestu latach[ii] i przewiduje się, że będzie ono prowadziło do zwiększenia ogólnej powierzchni spalonej, częstotliwości oraz intensywności pożarów. Z drugiej strony, różne ekoregiony reagują na zmiany klimatu w różny sposób. W związku z tym przewidywanie przyszłych trendów w reżimach pożarowych w określonych obszarach pozostaje wyzwaniem. Wiąże się to z dużą przestrzenną zmiennością tego zjawiska i jego złożonymi interakcjami z czynnikami takimi jak warunki pogodowe, roślinność czy presja człowieka. Każdy z ekoregionów wymaga osobnego zbadania jakie czynniki klimatyczne i środowiskowe mają największy wpływ na rozmiar oraz intensywność pożarów. W przeszłości, badany był wpływ temperatury i opadów na występowanie oraz wpływ oddziaływania człowieka i ukształtowaniem terenu. Badania te prowadzono w basenie morza Śródziemnego w lasach tropikalnych i subtropikalnych.
Dane satelitarne
Obserwacje satelitarne prowadzone są na świecie od kilkudziesięciu lat. Długoterminowe misje satelitarne, takie jak MODIS[iii] (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) dostarczają danych pomiarowych na temat środowiska ziemskiego w skali globalnej. Pozwalają na mierzenie takich parametrów jak ewapotranspiracja (parowanie wody z roślinności i gleby), temperatura powierzchni, właściwości fotosyntetyczne roślinności, pokrycie terenu czy występowanie pokrywy śnieżnej. Dzięki rejestrowaniu obrazu w wielu kanałach spektralnych, możliwe jest także tworzenie algorytmów detekcji obszarów spalonych.
Modelowanie pożarów na Syberii
Południowa Syberia zajmuje dużą część Rosji, Chin i Mongolii i położona jest w różnych strefach klimatycznych. Jednocześnie, Syberia uznawana jest za jeden z obszarów najbardziej narażonych na negatywny wpływ zmian klimatu. Szacuje się, że w ciągu ostatnich 130 lat, średnioroczna temperatura na Syberii wzrosła o 1.8°C[iv]. Ten wzrostowy trend, powoduje wydłużenie sezonu pożarowego i zwiększenie liczby dni, w których możliwe jest wystąpienie pożarów. Obserwacje satelitarne pozwoliły stworzyć historię syberyjskich pożarów, które miały miejsce w ciągu ostatnich dwóch dekad na obszarze około 2,5 miliona kilometrów kwadratowych (Rys. 1).
Rys. 1 Rozkład przestrzenny oraz liczba pożarów w latach 2002 – 2021. Żródło: opracowanie CBK PAN[v]
Dane satelitarne uzupełnione zostały o dane klimatologiczne z kilkudziesięciu stacji naziemnych. Wykorzystane zostały informacje dotyczące maksymalnej i minimalnej temperatury oraz wielkości opadu, w latach 2002-2021.
Modelowanie matematyczne pozwoliło określić, które zmienne i w jakich miesiącach w roku mają największy wpływ na wielkość obszarów spalonych. Modelowanie przeprowadzone zostało z uwzględnieniem głównych klas pokrycia terenu występujących na tym obszarze: lasów, obszarów trawiastych oraz krzewiastych. Badania pokazują, że największy wpływ na występowanie pożarów na Syberii ma ewapotranspiracja. Ewapotranspiracja w miesiącach zimowych poprzedzających sezon pożarowy jest pozytywnie skorelowana z wielkością obszarów spalonych co oznacza, że im więcej wody wyparuje zimą tym większe prawdopodobieństwo, że dany obszar spłonie latem. Z kolei ewapotranspiracja w miesiącach wiosennych jest negatywnie skorelowana z liczbą pożarów co może oznaczać, że niedostatek wody (objawiający się małym parowaniem i akumulacją suchej masy palnej) wpływa na zwiększone występowanie pożarów latem. Parowanie nie jest oczywiście jedynym czynnikiem wpływającym na występowanie pożarów na Syberii. Równie istotne okazała są aktywność fotosyntetyczna roślin, mierzona z pułapu satelitarnego, oraz wartości minimalnych temperatur rejestrowanych na naziemnych stacjach pomiarowych.
Obserwacje satelitarne, pozwalają na mierzenie czynników wpływających na występowanie pożarów z niedostępną wcześniej dokładnością i zasięgiem przestrzennym. W konsekwencji, umożliwiły badanie jak zmiany środowiska, wywołane zmianami klimatu wpłyną na liczbę oraz zasięg pożarów w przyszłości.
[i] Werf, Guido R. van der, James T. Randerson, Louis Giglio, Thijs T. Van Leeuwen, Yang Chen, Brendan M. Rogers, Mingquan Mu, et al. 2017. “Global Fire Emissions Estimates during 1997–2016.” Earth System Science Data 9:697–720.
[ii] A. Gincheva et al., 2024. The Interannual Variability of Global Burned Area Is Mostly Explained by Climatic Drivers. Earth’s Future, 12, e2023EF004334, https://doi.org/10.1029/ 2023EF004334
[iii] Giglio, Louis, Christopher Justice, Luigi Boschetti, and David Roy. 2021. “MODIS/Terra+Aqua Burned Area Monthly L3 Global 500m SIN Grid V061.” https://doi.org/10.5067/MODIS/MCD64A1.061.
[iv] Groisman, Pavel Ya, and Garik Gutman. 2012. Regional Environmental Changes in Siberia and Their Global Consequences. Springer Science & Business Media.
[v] Woźniak, E., i Aleksandrowicz S.. „Self-Adjusting Thresholding for Burnt Area Detection Based on Optical Images”. Remote Sensing, t. 11, nr 22, listopad 2019, s. 2669. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/rs11222669.
