Tidligere i 2025 dræbte ildebrande i det sydlige Californien 30 mennesker, ødelagde mere end 18.000 hjem og brændte mere end 57.000 hektar. Brande var skarpe påmindelser om truslen om forværring af klimaændringer og den øgede sandsynlighed for fremtidige ødelæggende brande. Med disse brande kommer røg, som har langsigtede sundhedseffekter på de mennesker, der udsættes for det-hvad enten de er tæt på kilden eller mange miles væk.
Et Harvard -atmosfærisk modelleringsteam har oprettet en online platform, der kan hjælpe samfund med at identificere områder, der har behov for kontrollerede forbrændinger eller andre brandhåndteringsstrategier, med det mål at forhindre fremtidige ukontrollerede brande og mere specifikt reducere røgeksponeringer.
Forskningen offentliggøres i Miljøvidenskab og teknologi og ledes af Loretta Mickley, Senior Research Fellow i kemi-klimainteraktioner ved John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og leder af den atmosfæriske kemi-modelleringsgruppe.
To alumner fra Mickleys gruppe ledede indsatsen: Tianjia (Tina) Liu, nu adjunkt ved University of British Columbia, og Makoto Kelp, nu en postdoktor ved Stanford University.
“Vi vil ikke kun vide, hvor katastrofale brande sandsynligvis vil forekomme, men hvilke brande, der vil generere mest røg, og påvirke de fleste mennesker modvind,” sagde Mickley. Dette er vigtigt i betragtning af det store antal mennesker, der dør for tidligt af åndedrætsdrøg, især i vest, fortsatte Mickley, selv da der er gjort årtiers fremskridt med at reducere byens luftforurening ved kysterne.
Målrettet jordforvaltning kan reducere røgeksponeringer
Med fokus på den ildebrande, der er udsat for det nordlige Californien-region, vurderede forskerne, at målrettet jordforvaltning i de 15 områder med højeste risiko (ca. 3,5% af regionen) i 2020 kunne have reduceret de samlede røgeksponeringer med så meget som 18%.
De estimerede også, at 36.400 mennesker efter 2020 vestlige brandsæsonen døde af komplikationer forbundet med at trække de meget fine partikler, der blev fundet i røg.
Disse partikler, kendt som PM2.5har diametre på mindre end 2,5 mikron og er en potentielt giftig form for luftforurening, der uforholdsmæssigt påvirker sårbare mennesker, herunder dem med astma, hjertesygdomme og ældre.
Forskernes nye brugervenlige ansøgning, SMRT-flammer, giver brandledere og beslutningstagere mulighed for at vurdere potentielle ildebrande-relateret røgeksponering på tværs af regioner og at målrette jordforvaltningspraksis i overensstemmelse hermed. De fleste Wildfire-værktøjer forsøger at forudsige brandrisiko, men SMRT-flammer overvejer også eksplicit røgeksponering på tværs af populationer. Appen fokuserer i øjeblikket på Wildfire Management i det nordlige Californien, men den kan udvides til andre områder.
“Med vores metodologi kan du overveje hypotetiske scenarier og planlægge ordinerede brande for at reducere røgeksponering over en hel region, ikke kun det umiddelbare område, hvor den ordinerede ild sker,” sagde Liu.
Forskningen udnytter en Harvard-udviklet computermodel kaldet Geos-Chem. Modellen kombinerer meteorologiske, kemiske og geofysiske data for at forudsige, hvordan brande ville opføre sig på tværs af forskellige regioner, og hvordan røg ville samle og sprede.
Ordinerede forbrændinger er effektive
SMRT-FLAMES understreger effektiviteten af den ordinerede Burning, en jordforvaltningsstrategi, der med vilje involverer at sætte mindre brande for at forhindre større, katastrofale begivenheder i fremtiden. Foreskrevet forbrænding er ikke blevet praktiseret bredt i Vesten, men et voksende forskningsorgan peger på fordelene ved kontrollerede forbrændinger for at samle akkumuleret underbørste.
“Denne idé om, at ildebrande er ude af kontrol, skyldes en kombination af faktorer, herunder klima, men også denne arv af brandundertrykkelse, hvor vi aktivt har forhindret brande i de sidste 100 år, hvilket har ført til denne enorme opbygning af brændstoffer,” forklarede Kelp.
Tidligere forskning fra teamet fandt, at kontrollerede forbrændinger i nøglezoner i det nordlige Californien, Western Oregon og det østlige Washington kunne have en stor effekt på at reducere eksponering for ildfjend i hele det vestlige USA
Det nye forskningsdokument krævede metodologiske innovationer og beslutninger om, hvilke faktorer der skal redegøre for røgrisiko, hvilket er vanskeligt at estimere på grund af forvirrende faktorer som meteorologiske forhold og forskellige landskaber.
“Vi havde beslutninger om at tage under forskningsprocessen for at integrere viden om ildebrande fra forskellige discipliner, fra et atmosfærisk perspektiv såvel som fra et landdækningsperspektiv,” forklarede den første forfatter og bachelorforskningsassistent Karina Chung.
Blandt holdets mest overraskende indsigt var at vise, at mennesker, der bor ved grænserne mellem by- og landdistrikter, kendt som Wildland-Urban-interface, er især sårbare over for røgeksponering.
“Det sprang virkelig ud af vores resultater,” sagde Mickley. “Denne konstatering understreger behovet for virkelig at tænke på brændstofbehandlinger tæt på eller i disse områder. Vi håber, at vores resultater giver en vis begrundelse for at betragte foreskrevne brande som en forebyggelsesstrategi, endda tæt på hvor folk bor.”