Un futuro más seco crea las condiciones para más incendios forestales
El 8 de noviembre de 2018 fue un día seco en el Condado de Butte, California. El estado atravesaba su sexto año consecutivo de sequía y el condado no había registrado ni una lluvia que produjese más de media pulgada de agua en siete meses. El árido verano había resecado la vegetación primaveral, y los fuertes vientos otoñales del noreste soplaban a 35 millas por hora e iban en aumento, creando condiciones de alerta roja: cualquier fuego planeado o no planeado podría salirse rápidamente de control.
Efectivamente, justo antes del amanecer, fuertes vientos alimentaron la chispa de una línea eléctrica hasta convertirla en un infierno. La fogata se convirtió en el incendio más voraz en la historia de California, arrasando aproximadamente 240 millas cuadradas (621,6 kilómetros cuadrados), destruyendo casi 14.000 edificios, causando miles de millones de dólares en daños y matando a 88 personas. Más tarde ese mismo día, el incendio del área de Woosley irrumpió en el condado de Los Ángeles, quemando 150 millas cuadradas (388,5 kilómetros cuadrados) y matando a otras tres personas.
Las sequías crean condiciones ideales para la formación de incendios. La falta de lluvia y la baja humedad secan la vegetación, proporcionando el combustible. Bajo estas condiciones, la chispa de un rayo, fallas eléctricas, un error humano o incendios premeditados pueden salirse rápidamente de control.
Se prevé que el cambio climático cambiará los patrones de precipitación y evaporación en todo el mundo, lo que provocará un clima más húmedo en algunas zonas y más seco en otras. Las regiones que sufren sequías cada vez más graves también corren el riesgo de sufrir incendios cada vez mayores y más frecuentes. Varias misiones de la NASA reúnen datos valiosos para ayudar a los científicos y a los encargados de dar respuesta de emergencia a vigilar las sequías y los incendios. Algunos instrumentos monitorean el agua a nivel de la superficie y bajo el suelo, ayudando a evaluar que zonas con potencial de sequías peligrosas. Otros observan el calor y el humo de los incendios, apoyando tanto la investigación como la recuperación activa en casos de desastre.
Entender cómo se comportan los incendios en condiciones secas puede ayudar a los bomberos, socorristas y otros equipos de respuesta a prepararse para un futuro más caluroso y seco.
Cambio climático: no sólo mojado
Se prevé que el calentamiento de la Tierra hará que los patrones de precipitación sean más extremos: las zonas húmedas se humedecerán más y las zonas secas se desecarán más. Áreas como el sudoeste de EE.UU. podrían registrar reducción de las precipitaciones y aumento de la evaporación de la humedad del suelo debido a un calor más intenso y, en algunos casos, las sequías resultantes podrían ser más intensas en comparación a las del último milenio.
Ben Cook, del Instituto Goddard de Estudios Espaciales (GISS, por sus siglas en inglés), investiga las "mega sequías", esto es, sequías que duran más de tres décadas. Instancias de mega sequías han ocurrido en el pasado, como las sequías norteamericanas que se dieron entre los años 1100 y 1300, y el equipo utilizó información recuperada del registro de los anillos en los árboles para comparar estas sequías con proyecciones futuras. Cook y sus colegas examinaron conjuntos de datos de humedad del suelo e índices de gravedad de sequía de 17 diferentes modelos climáticos del futuro, y todos ellos predijeron que, si las emisiones de gases de efecto invernadero continúan aumentando al ritmo actual, el riesgo de una mega sequía en el sudoeste de EE.UU. se eleva a un 80 por ciento para finales de siglo. Además, es probable que estas sequías sean incluso más graves que las que se han producido durante el último milenio.
Semejantes sequías severas afectarán la cantidad de combustible proveniente de la vegetación, dijo Cook.
"El fuego depende de dos cosas: el tener suficiente combustible y el desecar ese combustible para que prenda fuego. De esta forma, a corto plazo, más sequías probablemente signifiquen mayores incendios a medida que la vegetación se seque", dijo Cook. "Sin embargo, si estas sequías continúan por un largo período, como ocurre en el caso de una mega sequía, esto puede traducirse en menos incendios, porque la vegetación no crecerá de nuevo tan vigorosamente, dejando las áreas sin suficiente combustible para quemar. Sin duda es complicado", concluye.
Las mediciones actuales y futuras de la NASA sobre la humedad del suelo y la precipitación ayudarán a evaluar las predicciones de modelos climáticos, lo que los hará más precisos y útiles para comprender el clima cambiante de la Tierra.
Cook y su colega del GISS Kate Marvel fueron los primeros en proporcionar evidencia de que las emisiones generadas por gases de efecto invernadero estaban influenciando los patrones de sequía observados desde principios de 1900. Al demostrar que las actividades humanas ya han afectado la ocurrencia de sequías en el pasado, sus investigaciones prueban que el cambio climático derivado de las emisiones humanas de gases de efecto invernadero influirán en sequías futuras.
Mantenerse un paso por delante de los incendios
Si el futuro depara mega sequías para el sudoeste de los Estados Unidos, ¿qué significaría esto para las temporadas de incendios?
“En la medida en que cambie la climatología y los combustibles se vayan resecando más, deberíamos esperar incendios más intensos y de mayor gravedad", dijo Adam Kochanski, científico atmosférico de la Universidad de Utah, refiriéndose al tamaño y al impacto de los incendios. Cuando los combustibles están húmedos, es más probable que el fuego permanezca cerca del suelo y sea menos destructivo, dijo. Los árboles secos y las plantas hacen más probable que las llamas alcancen el dosel del bosque, haciendo el fuego más destructivo y difícil de controlar.
Kochanski y Jan Mandel de la Universidad de Colorado utilizaron datos de la NASA y otras fuentes para simular las interacciones entre los incendios forestales, la humedad del suelo y el clima local. Se basaron en trabajos anteriores del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR, por sus siglas en inglés) y de otras fuentes para desarrollar el módulo SFIRE, ampliamente utilizado en el Modelo de Investigación y Pronósticos Meteorológicos (WRF, por sus siglas en inglés).
Este módulo utiliza datos del Espectrómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS, por sus siglas en inglés) de la NASA a bordo de los satélites Aqua y Terra, y del radiómetro infrarrojo visible (VIIRS, por sus siglas en inglés) a bordo de la misión espacial Asociación nacional de órbita polar Suomi (Suomi NPP).
El clima influye en los incendios, y los incendios a su vez influyen en el clima local al producir calor, vapor de agua y humo, dijo Kochanski. Los vientos de los grandes incendios pueden alterar los patrones climáticos locales y, en condiciones extremas, generar tormentas y tornados de fuego.
"No es raro que la gente involucrada en la respuesta a incendios forestales reporte que aún cuando los vientos no sean fuertes, los incendios se propaguen muy rápido", dijo Kochanski. "Si no es tan ventoso, pero tu fuego es intenso y libera mucho calor, tiene el potencial de generar sus propios vientos. Incluso si los vientos ambientales son débiles, este fuego comenzará a comportarse como si fuera realmente ventoso."
Un mejor modelado de estas interacciones no sólo ayuda a los bomberos a predecir mejor dónde y cómo un incendio forestal podría propagarse, sino que también ayuda a los administradores forestales a saber si una quemadura planificada es segura.
Una historia de fuego y nieve
Los efectos de los incendios persisten mucho después de su extinción, y la disponibilidad o falta de agua dulce juega un papel importante en el crecimiento y recuperación de la vegetación. Las condiciones secas pueden impedir que las nuevas semillas germinen en las áreas quemadas. La pérdida de vegetación puede conducir a la erosión y al bloqueo de sedimentos en las vías fluviales, y las sustancias químicas empleadas en la lucha contra incendios pueden contaminar las fuentes de agua.
Los incendios forestales también pueden tener impacto en la futuras acumulaciones de nieve invernales, dijo Kelly Gleason, una hidróloga de nieve y profesora asistente de la Universidad Estatal de Portland. El término acumulación de nieve se refirie a la nieve que se apila durante todo un invierno, en lugar de durante una sola nevada.
También en este caso, los datos de la NASA son clave para comprender los procesos involucrados. Gleason y su equipo utilizaron 16 años de datos del instrumento MODIS de la NASA para investigar los efectos de los incendios forestales en el deshielo de nieve en los bosques del oeste estadounidense. Descubrieron que el hollín y los escombros del fuego hacen que la nieve sea más oscura y menos reflectante hasta 15 años después de un incendio.
"Es como usar una camiseta negra en un día soleado", dijo Gleason. "Prepara la capa de nieve para absorber más energía solar. Y también habrá más energía de todos modos, porque el dosel del bosque fue quemado, así que más energía solar pasa a través".
Su estudio evaluó aproximadamente 850 incendios entre 2000 y 2016 y mostró que la nieve en los bosques quemados se derritió, en promedio, cinco días antes que la nieve en los bosques sin quemar. En algunas áreas la nieve se derritió semanas o meses antes de lo normal, dijo Gleason.
"Cada año que experimentamos deshielos más tempranos, existe una fuerte relación con la ocurrencia de grandes incendios de larga duración del próximo verano", dijo. "Esto crea un círculo vicioso donde la nieve se derrite antes debido al cambio climático, que extiende el período de sequía estival, durante el cual el suelo se seca, y cuando los combustibles se resecan, se dan estos grandes incendios. Esto acelera aún más el deshielo, ampliando aún más el período de sequía estival y el potencial de incendio".
Crear un futuro más seguro
El modelo de propagación de incendios de Mandel y Kochanski ya está en uso operacional en Israel y Grecia. Si bien el software requiere conocimientos informáticos para su uso, está disponible de forma gratuita, en consonancia con la misión de la NASA de proporcionar libremente sus datos y otros productos al público.
Branko Kosović, gerente del programa de Energías Renovables para el Laboratorio de Aplicaciones de Investigación y director del Programa de Sistemas Meteorológicos y Evaluación del NCAR, también utilizó el Modelo de Investigación y Pronósticos Meteorológicos (WRF) para desarrollar el sistema de predicción de incendios para la División de Prevención y Control de Incendios de Colorado. Este modelo utiliza un módulo llamado FIRE que produce un pronóstico de incendios, clima y humo que es útil tanto en incendios forestales naturales como planificados.
Kosović también está utilizando el sistema WRF para su investigación, que utiliza datos de teleobservación de la NASA y equipos de aprendizaje automático para estimar diariamente la humedad de las reservas combustibles en los Estados Unidos.
"La medición de la humedad del combustible vivo [actual] debe hacerse manualmente", dijo Kosović. "La gente tiene que salir, colectar muestras vivas de combustible y esencialmente curarlas en hornos para ver cuánta humedad contienen. Es un trabajo intensivo. Debido a eso los datos son escasos, tanto en el espacio como en la frecuencia y el tiempo."
Kosović, Mandel y Kochanski esperan construir sistemas que proporcionen a los administradores forestales mejor información para planificar los incendios controlados y ayudar a mejorar la asignación de recursos durante los incendios forestales, lo que permitirá una mejor evaluación de riesgos, así como en los procesos de recuperación.
Los científicos de la NASA monitorean constantemente los sistemas de agua dulce y los incendios desde el espacio, el aire y el suelo, reuniendo datos a corto y largo plazo a medida que el clima de la Tierra continúa cambiando. Proyectos como el Programa de Desastres de Ciencias de la Tierra de la NASA utilizan datos satelitales para rastrear los incendios activos, vigilar sus efectos sobre la calidad del aire y realizar investigaciones que ayuden a las comunidades a estar más preparadas antes de que ocurran nuevas catástrofes. Mirando al futuro, estos modelos predictivos juegan un papel clave en la preparación frente a los patrones cambiantes de sequía e incendios alrededor del mundo.
Escrito por Jessica Merzdorf, Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
Versión en inglés.
