App voor Woongebied Rook van Bosbranden Toont Risico’s voor Bevolking Dichtbij Stedelijke en Plattelandsgrenzen

Schematisch workflow voor het genereren van rookrisico-index. De index is een maatstaf die die gridcellen benadrukt waar potentiële bosbranden de grootste door de bevolking gewogen rookblootstelling benedenwind zouden veroorzaken.

Begin 2025 eisten bosbranden in Zuid-Californië het leven van 30 mensen, verwoestten meer dan 18.000 huizen en verbrandden meer dan 57.000 acres. Deze branden waren duidelijke herinneringen aan de dreiging van verslechterende klimaatverandering en de verhoogde waarschijnlijkheid van toekomstige verwoestende branden. Bij deze branden komt rook vrij, die op lange termijn gezondheidsproblemen kan veroorzaken voor de mensen die eraan worden blootgesteld, ongeacht of ze dicht bij de bron zijn of vele mijlen verwijderd.

Een team van atmosferisch modelleurs van Harvard heeft een online platform ontwikkeld dat gemeenschappen kan helpen bij het identificeren van gebieden die behoefte hebben aan gecontroleerde branden of andere brandbeheersstrategieën, met als doel toekomstige ongecontroleerde branden te voorkomen en, specifieker, rookblootstellingen te verminderen. Het onderzoek, geleid door Loretta Mickley, senior onderzoeker op het gebied van chemie-klimaatinteracties aan de John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), is gepubliceerd in Environmental Science & Technology.

Twee alumni van Mickleys team hebben de inspanning mede geleid: Tianjia (Tina) Liu, nu assistent-professor aan de Universiteit van British Columbia, en Makoto Kelp, nu postdoctoraal onderzoeker aan de Stanford Universiteit. “We willen niet alleen weten waar catastrofale branden waarschijnlijk zullen optreden, maar ook welke branden de meeste rook zullen genereren en de meeste mensen benedenwind zullen beïnvloeden,” zei Mickley. Dit is belangrijk gezien het grote aantal mensen dat voortijdig sterft door inademing van rook van bosbranden, vooral in het Westen, ook al zijn er decennia van vooruitgang geboekt bij het verminderen van de stedelijke luchtvervuiling aan de kusten.

Gerichte landbeheer kan rookblootstellingen verminderen

Focussend op het bosbrandgevoelige Noord-Californië, schatten de onderzoekers dat in 2020, gericht landbeheer in de 15 gebieden met het hoogste risico (ongeveer 3,5% van de regio) de totale rookblootstellingen met maar liefst 18% had kunnen verminderen. Ze schatten ook dat, na het brandseizoen in het Westen van 2020, 36.400 mensen zijn overleden aan complicaties als gevolg van het inademen van de zeer fijne deeltjes in rook. Deze deeltjes, bekend als PM2.5, hebben diameters van minder dan 2,5 micron en zijn een potentieel giftige vorm van luchtvervuiling die kwetsbare mensen onevenredig beïnvloedt, waaronder astmapatiënten, mensen met hartproblemen en ouderen.

De nieuwe gebruiksvriendelijke applicatie van de onderzoekers, SMRT-Flames, stelt brandmanagers en beleidsmakers in staat om potentiële rookblootstelling door bosbranden in verschillende regio’s te beoordelen en om landbeheerpraktijken dienovereenkomstig te richten. De meeste tools voor bosbrandbeheer proberen het brandrisico te voorspellen, maar SMRT-Flames houdt ook expliciet rekening met rookblootstelling onder de bevolking. De app richt zich momenteel op bosbrandbeheer in Noord-Californië, maar kan worden uitgebreid naar andere gebieden.

“Met onze methodologie kun je hypothetische scenario’s overwegen en voorgeschreven branden plannen om rookblootstelling over een hele regio te verminderen, niet alleen in het directe gebied waar die voorgeschreven brand plaatsvindt,” aldus Liu.

Het onderzoek maakt gebruik van een door Harvard ontwikkeld computermodel genaamd GEOS-Chem. Dit model combineert meteorologische, chemische en geofysische gegevens om te voorspellen hoe branden zich over verschillende regio’s zouden gedragen en hoe rook zich zou ophopen en verspreiden.

Voorgeschreven branden zijn effectief

SMRT-Flames benadrukt de effectiviteit van voorgeschreven branden, een landbeheerstrategie waarbij opzettelijk kleinere branden worden aangestoken om grotere, catastrofale gebeurtenissen in de toekomst te voorkomen. Voorgeschreven branden zijn nog niet wijdverspreid toegepast in het Westen, maar een groeiend aantal onderzoeken wijst op de voordelen van gecontroleerde branden voor het verwijderen van opgehoopt ondergroei. “Dit idee van bosbranden die buiten controle zijn, is te wijten aan een combinatie van factoren, waaronder klimaat, maar ook deze erfenis van brandonderdrukking waarbij we de afgelopen 100 jaar actief branden hebben voorkomen, wat heeft geleid tot deze enorme opbouw van brandbare materialen,” legde Kelp uit.

Vorige onderzoeken van het team hebben aangetoond dat gecontroleerde branden in belangrijke zones in Noord-Californië, West-Oregon en Oost-Washington een buitenproportioneel effect konden hebben op het verminderen van rookblootstelling door bosbranden in het hele westen van de VS. Het nieuwe onderzoeksartikel vereiste methodologische innovaties en beslissingen over welke factoren in aanmerking moesten worden genomen voor rookrisico, wat moeilijk te schatten is vanwege verstorende factoren zoals meteorologische omstandigheden en verschillende landschappen.

“We moesten beslissingen nemen tijdens het onderzoeksproces over het integreren van kennis over bosbranden vanuit verschillende disciplines, zowel vanuit atmosferisch als vanuit landbedekkingsperspectief,” legde eerste auteur en undergraduate onderzoekassistent Karina Chung uit.

Een van de meest verrassende inzichten van het team was dat mensen die wonen op de grenzen tussen stedelijke en landelijke gebieden, bekend als de wildland-stedelijke interface, bijzonder kwetsbaar zijn voor rookblootstelling. “Dat sprong echt uit onze resultaten,” zei Mickley. “Deze bevinding benadrukt de noodzaak om echt na te denken over brandpreventie nabij of in die gebieden. We hopen dat onze resultaten enige rechtvaardiging bieden voor het overwegen van voorgeschreven branden als een preventiestrategie, zelfs dicht bij waar mensen wonen.”