高山火灾危险加剧:这对人类来说是个坏消息,对环境来说也是危险的

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随着西部地区野火风险的上升,荒地消防员和官员正在密切关注高山——这些地区曾经被认为太潮湿而无法燃烧。

2020 年,这些地区不断增长的火灾风险变得惊人地明显,当时科罗拉多州 东部麻烦火灾 烧毁了大陆分水岭,成为该州有记录以来的第二大火灾。次年,加州 迪克西火 成为有记录以来第一个烧过内华达山脉山顶并从另一边出发的人。

我们研究野火行为 气候科学家工程师. 。在一个 新研究, ,我们发现过去四十年来西部每个地区的火灾风险都在加剧,但上升趋势最明显的是高海拔地区。

Fire burns in the mountains above a building and ranch fence.
2020 年,科罗拉多州的东麻烦大火跨越了大陆分水岭。 美联社照片/大卫·扎鲁博夫斯基

高山火灾会给当地生态系统和生活在山下的数百万人带来一系列风险。

由于凉爽、湿润的高山景观很少燃烧,植被和枯木会堆积起来,因此 高地火灾往往非常激烈且无法控制. 。它们会影响一切,从社区和农民所依赖的水质和融水时间,到可能带来碎片和泥浆流的侵蚀。最终,它们可以改变水文、生态和 地貌学 高地的气候变化,具有复杂的反馈回路,可以改变山区景观并危及人类安全。

四十年来火灾风险不断上升

从历史上看,较高的湿度和较低的温度在高地形成了易燃屏障。这使得消防管理人员能够让远离人类住区和上山的火灾不受干扰地继续发展。火会碰到易燃屏障并燃烧殆尽。

然而,我们的研究结果表明,随着气候变暖,这种说法不再可靠。

我们 分析火灾危险趋势 美国西部不同海拔带1979 年至 2020 年的山脉。火灾危险描述了反映火灾危险的情况 火灾点燃和蔓延的可能性.

在那42年的时间里, 气温上升和干燥趋势 增加了美国各地区的严重火灾危险天数西方。但在高地,某些环境过程,例如 较早融雪 这使得地球变暖并变得更加干燥,比其他任何地方都更快地加剧了火灾危险。在海拔约 8,200 至 9,800 英尺(2,500-3,000 米)的高海拔森林中,这种情况尤其明显,仅高于科罗拉多州阿斯彭的海拔。

Chart showing changing wildfire risks in the high mountains
穆罕默德·礼萨·阿里扎德, 抄送

我们发现,与 1979 年相比,到 2020 年,高海拔带平均每年增加 63 个严重火灾危险日。其中包括 5 月至 9 月传统暖季之外的 22 天。在之前的研究中,我们发现高海拔火灾一直在西部地区上坡推进。 每年约 25 英尺(7.6 米).

下游人类面临的级联风险

山是 水塔 的世界,提供 西部城市径流的 70% 依靠。他们为生活在下游的数百万人提供支持。

高海拔火灾可能会对积雪和融水产生重大影响,即使在燃烧很久之后也是如此。

例如,火灾会导致植被覆盖和树冠消失,从而导致 缩短时间 积雪在融化前保持冻结状态。火灾产生的烟灰还会使雪表面变暗,增加其吸收太阳能量的能力,从而促进融化。同样,火灾后变暗的地表会增加对太阳辐射的吸收并提高土壤温度。

这些变化的结果可能是春季洪水泛滥,而夏季晚些时候,下游社区正指望着水量减少。

火灾导致的树木损失也消除了积雪的锚定点,增加了 雪崩的频率和严重程度.

A burned area on a mountain ridge with a large reservoir far below.
野火烧伤痕迹会对下方社区的水质和水量产生多种影响。 乔治·罗斯/盖蒂图片社

高海拔地区频繁发生的火灾也会对山间溪流的沉积物动态产生重大影响。树冠的丧失意味着降雨以更高的速度撞击地面,从而增加了 潜在的侵蚀. 。这会引发泥石流并增加 沉积物量 流向下游,进而影响水质和水生栖息地。

侵蚀与火灾后径流有关 还可以加深溪流,使风暴中多余的水无法扩散到高海拔草地并补充地下水;相反,它们会将水快速引向下游并导致洪水。

对气候压力物种和生态系统的危害

高地的火灾回报间隔通常较长,每几十年甚至几百年就会燃烧一次。由于它们不经常燃烧,因此它们的生态系统不像低海拔森林那样适应火灾,因此它们可能无法有效恢复或在反复火灾中幸存下来。

研究表明,更频繁的火灾可能会 改变生长的树木类型 在高地,甚至将它们转变为灌木或草。

A team of pack mules carries supplies up a high mountain in Glacier National Park. Some of the trees have burned, even at this high elevation.
像白皮松这样的高海拔树种面临着越来越大的水疱锈病感染和山松甲虫侵扰的风险,这些病害会杀死树木,产生更多的火灾燃料。 奇普·索莫德维拉/盖蒂图片社

潮湿的山区气温较低,降水较多,往往充满生物多样性热点,为各种物种提供躲避气候变暖的庇护所。如果这些地区失去树冠, 分布范围较小的物种 依赖冷水山溪的国家可能面临生存风险 来自太阳的更多能量 在没有树木遮荫的情况下加热溪流水。

虽然高山地区的风险上升最快,但西部大部分地区的火灾风险正在增加。随着温室气体排放的持续加剧全球变暖,这种火灾危险恶化的趋势预计将进一步加剧,随着工作人员与更多的火灾作斗争,消防资源将变得紧张。

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