El calentamiento climático aumenta el riesgo diario extremo de crecimiento de incendios forestales en California

Naturaleza (2023)Cita este artículo

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California ha experimentado un mayor comportamiento extremo de los incendios forestales en los últimos años1,2,3, lo que ha provocado pérdidas sustanciales de vidas y propiedades4,5. Una parte del cambio en el comportamiento de los incendios forestales es atribuible al calentamiento climático antropogénico, pero cuantificar formalmente esta contribución es difícil debido a numerosos factores de confusión6,7 y porque los incendios forestales están por debajo de la escala de cuadrícula de los modelos climáticos globales. Aquí utilizamos el aprendizaje automático para cuantificar las relaciones empíricas entre la temperatura (así como la influencia de la temperatura en la aridez) y el riesgo de crecimiento diario extremo de incendios forestales (>10,000 acres) en California y encontramos que la influencia de la temperatura en el riesgo está mediada principalmente a través de su influencia sobre la humedad del combustible. Utilizamos las relaciones descubiertas para estimar los cambios en el riesgo extremo diario de crecimiento de incendios forestales bajo el calentamiento antropogénico al someter los incendios históricos de 2003 a 2020 a diferentes temperaturas climatológicas de fondo y condiciones de aridez. Descubrimos que la influencia del calentamiento antropogénico sobre el riesgo de crecimiento diario extremo de incendios forestales varía apreciablemente incendio por incendio y día a día, dependiendo de si el calentamiento climático empuja o no las condiciones por encima de ciertos umbrales de aridez, como 1,5 kPa de déficit de presión de vapor y 10% de humedad muerta del combustible. Hasta ahora, el calentamiento antropogénico ha aumentado la frecuencia agregada esperada de crecimiento diario extremo de incendios forestales en un 25% (rango de 5 a 95 de 14 a 36%), en promedio, en relación con las condiciones preindustriales. Pero para algunos incendios, prácticamente no hubo cambios, y para otros incendios, la mejora ha sido de hasta un 461%. Cuando los incendios históricos se someten a una variedad de condiciones proyectadas para finales de siglo, la frecuencia agregada esperada de eventos extremos diarios de crecimiento de incendios forestales aumenta en un 59% (rango de 5 a 95 de 47 a 71%) en un escenario de bajas emisiones SSP1-2.6. en comparación con un aumento del 172% (5–95, rango de 156–188%) en un escenario de emisiones SSP5–8,5 muy altas, en relación con las condiciones preindustriales.

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El modelo de pronóstico e investigación meteorológica utilizado para los datos predictores (Información complementaria 3) es de código abierto y se puede descargar desde GitHub (https://github.com/wrf-model/WRF/releases). Los productos contra incendios MODIS que se utilizaron para los datos de predicción (Información complementaria 2) se pueden descargar de FIRMS (https://firms.modaps.eosdis.nasa.gov/active_fire/) y los datos del modelo climático CMIP6 (Información complementaria 4) descargarse del Atlas interactivo del GTI del IPCC (https://interactive-atlas.ipcc.ch/regional-information). Los datos originales se proporcionan con este documento.

El código de este estudio está archivado en GitHub (https://github.com/ptbrown31/Climate-Driven-Risk-of-Extreme-Wildfire-in-California).

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El Centro de Investigación Interdisciplinaria sobre Incendios Forestales (WIRC) del estado de San José cuenta con el apoyo del Programa del Centro de Investigación Cooperativa Industria-Universidad (IUCRC) de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) (número de premio 2113931). Agradecemos al equipo de Ciencias de Incendios y Operaciones Meteorológicas de Pacific Gas and Electric por su útil debate a lo largo del proyecto. Reconocemos a los equipos de DTN (https://www.dtn.com/), Atmospheric Data Solutions (http://www.atmosphericdatasolutions.com/) y Sonoma Technology (http://www.sonomatech.com/) por recopilación y preprocesamiento de datos. También agradecemos a M. Voss por su apoyo técnico y a AJ Eiserloh, R. Bagley y P. Pall por sus valiosas discusiones. Este proyecto fue financiado parcialmente por un contrato (C6909) entre la Fundación de Investigación de la Universidad Estatal de San José y Pacific Gas and Electric titulado 'Comprensión de las condiciones climáticas extremas de incendios utilizando un conjunto de datos de modelo WRF de alta resolución de 30 años'. AM contó con el apoyo del Director de la Oficina de Ciencias, Oficina de Investigación Biológica y Ambiental del Departamento de Energía de EE. UU. como parte del área del programa de Análisis de Modelos Regionales y Globales dentro del Programa de Modelado de Sistemas Terrestres y Ambientales bajo el contrato número DE-AC02-05CH11231. .

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Steven J.Davis

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SJS presentó a PTB y HH el amplio marco conceptual utilizado en este estudio (utilizando modelos de aprendizaje automático para predecir el riesgo de crecimiento extremo de incendios forestales), y PTB y HH trabajaron juntos para perfeccionar el marco conceptual para aplicaciones relacionadas con el cambio climático. PTB concibió la metodología específica del estudio, realizó todos los análisis y redactó un borrador inicial del artículo. AM y CR contribuyeron a los aspectos técnicos y filosóficos del diseño y validación del experimento de aprendizaje automático. SJD creó un esquema para la Fig. 1 y ayudó a perfeccionar la comunicación (incluido el diseño de la figura) durante todo el estudio. AKK y CBC aportaron experiencia en la ciencia de los incendios forestales y asesoraron sobre qué variables predictivas utilizar. PTB, HH, AM, CR, SJS, SJD, AKK. y CBC contribuyeron a la interpretación de los resultados y al refinamiento del manuscrito.

Correspondencia a Patrick T. Brown.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Nature agradece a Mike Flannigan y a los demás revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Los informes de los revisores pares están disponibles.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

El archivo de Información complementaria proporciona más detalles metodológicos y pruebas de sensibilidad de los resultados del estudio. Está dividido en subsecciones, que incluyen 27 figuras y 4 tablas.

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Brown, PT, Hanley, H., Mahesh, A. et al. El calentamiento climático aumenta el riesgo diario extremo de crecimiento de incendios forestales en California. Naturaleza (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06444-3

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Recibido: 22 de julio de 2022

Aceptado: 17 de julio de 2023

Publicado: 30 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06444-3

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