Bosbranden Versterken Door Veranderingen in Vegetatie en Vochtigheid, Niet Door Bliksem, Volgens Supercomputer Simulatie

Extreme brandseizoenen in de afgelopen jaren benadrukken de dringende behoefte om bosbranden beter te begrijpen in de bredere context van klimaatverandering. Onder invloed van klimaatverandering worden veel factoren die bosbranden aansteken, zoals de hoeveelheid koolstof die in vegetatie is opgeslagen, neerslag en bliksem, verwacht te veranderen.

Het kwantificeren van het relatieve belang van deze processen in recente en toekomstige trends van bosbranden blijft een uitdaging, omdat eerdere klimaatcomputermodellen de volledige koppeling tussen klimaatverandering, bliksem, bosbranden, rook en bijbehorende verschuivingen in zonnestraling en hitte niet hebben vastgelegd. Een nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances door een internationaal team van klimaatspecialisten, presenteert de eerste realistische supercomputersimulatie die de complexe interacties tussen vuur, vegetatie, rook en de atmosfeer oplost.

De auteurs ontdekken dat de toenemende uitstoot van broeikasgassen waarschijnlijk de wereldwijde bliksemfrequentie met ongeveer 1,6% per graad Celsius globale opwarming zal verhogen, met regionale hotspots in het oosten van de Verenigde Staten, Kenia, Oeganda en Argentinië. Lokaal zou dit de frequentie van bosbranden kunnen intensiveren. Echter, de belangrijkste factoren voor het groeiende verbrandingsoppervlak door branden elk jaar blijven verschuivingen in de globale luchtvochtigheid en een snellere groei van vegetatie, die als brandstof voor bosbranden kan dienen.

De studie identificeert ook gebieden waar de intensivering van branden door wereldwijde opwarming het meest uitgesproken zal zijn. Onder de regio’s met de sterkste antropogene trends in biomassa-verbranding bevinden zich zuidelijk en centraal equatoriaal Afrika, Madagaskar, Australië, delen van het Middellandse Zeegebied en het westen van Noord-Amerika.

“Onze resultaten tonen aan dat met elke graad van wereldwijde opwarming het wereldwijde gemiddelde verbrandingsoppervlak per jaar met 14% zal toenemen. Dit kan aanzienlijke effecten hebben op ecosystemen, infrastructuur en de gezondheid en levensonderhoud van mensen,” zegt Dr. Vincent Verjans, voormalig postdoctoraal onderzoeker aan het IBS Center for Climate Physics (nu aan het Barcelona Supercomputing Center) en hoofdauteur van de studie.

Bovendien benadrukken de onderzoekers dat met meer bosbranden op wereldschaal ook de niveaus van brandrook zullen toenemen. Rookpluimen die uit bosbranden ontstaan, zullen invloed hebben op luchtvervuiling en ook leiden tot verminderde doordringing van zonlicht. Dit verandert de warmte en infraroodstraling in de atmosfeer.

“Onze nieuwe computersimulaties tonen voor het eerst aan dat het rekening houden met deze effecten in een uitgebreid aarde-systeemmodel regionale temperaturen kan beïnvloeden. Brandgebieden en hun afgedaald rookpluimen zullen gemiddeld iets minder opwarming ervaren door het zonlichtdimmende effect,” zegt coauteur Prof. Christian Franzke van het IBS Center for Climate Physics aan de Pusan National University, Zuid-Korea.

Echter, naast het verminderen van zonlicht (direct aerosol-effect), dat wordt meegenomen in de nieuwe computersimulaties, kunnen aerosolen van biomassa-verbranding ook de vorming van wolken veranderen (indirect effect). “Dit deel is nog enigszins onzeker, en er moet meer onderzoek worden gedaan om te begrijpen hoe branden wolken en vervolgens de oppervlaktetemperaturen zullen beïnvloeden,” voegt Prof. Franzke eraan toe.

Hoewel deze studie belangrijke stappen zet in het vertegenwoordigen van de interacties tussen klimaat, bliksem en bosbranden in de huidige generatie aarde-systeemmodellen, identificeert het ook belangrijke aspecten die verdere overweging vereisen. Een cruciaal voorbeeld is de mate waarin bosbranden in de Arctische gebieden zullen toenemen in een warmer wereld. In hun model simulaties is de toename van de Arctische brandactiviteit zwakker dan de waargenomen trends in de afgelopen jaren.

“Dit kan erop wijzen dat huidige klimaatmodellen de toekomstige risico’s van Arctische bosbranden onderschatten. Dit zou onder andere belangrijke gevolgen hebben voor voorspellingen van aerosolen die door bosbranden worden vrijgegeven, wat op zijn beurt het klimaat zal beïnvloeden en de luchtkwaliteit zal beïnvloeden,” zegt Dr. Verjans.