Los incendios descontrolados no son conocidos por su moderación. Saltarán ríos, arrojarán derviches giratorios de llamas y doblarán de la noche a la mañana.

Tome el Carr Fire, uno de los más destructivos de California, que se encendió a mediados de julio cuando el borde de un neumático pinchado se encontró con el pavimento. A medida que el fuego crecía, saltó sobre el río Sacramento y provocó un torbellino llameante que atrapó y mató a un bombero cerca de Redding. Para cuando se contuvo por completo el 30 de agosto, había quemado 930 kilómetros cuadrados, había destruido más de 1.000 edificios y había matado a siete personas.

“Una vez que estos incendios se propagan lo suficientemente rápido e intensamente, no se puede detenerlos”, dice Ruddy Mell, un ingeniero de combustión del Servicio Forestal de EE. UU. Con sede en Seattle.

Las agencias federales y estatales que administran los incendios forestales usan ecuaciones matemáticas, modelos de incendios, para predecir cómo se propagarán los incendios y decidir cómo comprometer los recursos de lucha contra incendios o si se necesita una evacuación. Pero los modelos no siempre pueden predecir cuándo un fuego cambiará repentinamente en una nueva dirección o crecerá exponencialmente.

Ahora, los científicos están desarrollando modelos de fuego más matizados con datos satelitales cada vez más detallados y una mejor comprensión de cómo los incendios pueden crear su propio clima y avivar sus propias llamas. Estos modelos a mayor escala tardan horas o días en ejecutarse en una computadora, por lo que no es probable que reemplacen más modelos de campo rápidos y sucios para responder en el calor del momento. Pero pueden ayudar a los científicos a descubrir qué provoca el comportamiento de un incendio forestal y cómo proteger mejor a las comunidades de los incendios.

Préndelo

El Carr Fire creó un tornado de fuego el 26 de julio. Un análisis sugiere que el fenómeno único comenzó cuando los vientos rápidos descendieron por la ladera de las montañas cercanas (1), tocaron fondo y se rompieron como una ola (2). Eso creó un aire turbulento y arremolinado en la base de las colinas (3). Mientras tanto, el aire calentado por el fuego se hizo menos denso y se elevó (4). Cuando las llamas se encontraron con el aire turbulento (5), el fuego y el aire caliente comenzaron a girar y se elevaron juntos en una columna giratoria de llamas (6).

una caricatura que muestra cómo se formó un tornado de fuego durante el incendio de Carr

Grabar quemaduras

En 2018, los incendios forestales están en camino de causar al menos tanto daño en los Estados Unidos como en 2017, cuando quemaron un área más grande que en casi cualquier año desde que comenzó la recolección de datos en 1983, según el Centro Nacional Interagencial de Bomberos en Boise. , Idaho. Hasta el 5 de septiembre, los incendios habían incendiado casi 30,000 kilómetros cuadrados en todo el país, un área más grande que Massachusetts. En los últimos años, estos incendios forestales han lanzado un grueso velo de contaminación particulada sobre el oeste de los Estados Unidos ( SN : 18/7/18, p. 9 ), donde casi 100 grandes incendios se están quemando actualmente.

Si bien los incendios forestales provocados de forma natural por los rayos son una parte saludable de muchos ecosistemas, los humanos han empeorado inadvertidamente esos incendios. Años de políticas de manejo forestal que suprimen los incendios naturales han hecho que los que sí aparecen se vuelvan aún más feroces, ya que hay tanto combustible en el suelo. Más, la gente comienza el 84 por ciento de todos los incendios forestales , accidental o deliberadamente, los investigadores informaron en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias en marzo de 2017. Nuestra influencia ha hecho que la temporada de incendios sea tres veces más larga de lo que sería naturalmente, sugiere el estudio.

Es probable que el cambio climático intensifique el problema. Gran parte del oeste de los Estados Unidos probablemente ver un aumento en el área de tierra quemada durante los próximos 30 años , según un estudio de diciembre de 2017 en Más uno que analizó la temperatura, la nieve acumulada y los datos de incendios forestales. Y en el futuro, las fluctuaciones climáticas cíclicas como El Niño ejercerán una mayor influencia en las olas de calor y los incendios forestales , lo que hace que tales desastres naturales sean más graves, los investigadores sugirieron en agosto en Cartas de investigación geofísica .

Sin embargo, capturar el comportamiento del fuego a través de ecuaciones matemáticas es casi tan difícil como detener la quemadura. Los incendios forestales están influenciados por un conjunto complejo de variables. ¿Qué tipo de plantas cubren el suelo? ¿El terreno es plano o montañoso? ¿Qué tan rápido sopla el viento? ¿Cuál es la temperatura?

Los administradores de incendios tienen en cuenta estas variables, pero sus modelos de predicción están diseñados para escenarios de emergencia donde una respuesta rápida es clave. Las ecuaciones de campo áspero no capturan los detalles más finos, la forma en que los incendios interactúan con la atmósfera, por ejemplo, creando sus propios vientos que pueden soplar llamas y escupir brasas en direcciones inesperadas.

Tiempo de fuego

Por supuesto, la recopilación de datos sobre la forma en que los incendios interactúan con la atmósfera plantea algunos desafíos logísticos. “Es casi imposible establecer instrumentos justo al lado de un incendio forestal de alta intensidad”, dice Warren Heilman, un meteorólogo del Servicio Forestal en Lansing, Michigan. Eso destruiría las herramientas.

Ahí es donde aparece una nueva herramienta de predicción desarrollada por la científica atmosférica Janice Coen en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado, y sus colegas. La forma en que el aire se mueve cuando es calentado por un fuego y la forma en que el aire retrocede para influir en el comportamiento del fuego, “se reduce a complejas matemáticas y dinámica de fluidos”, dice Coen. “Si logras hacer bien estas cosas, se desarrolla gran parte de este comportamiento horriblemente complejo”. Este tipo de ecuaciones ya se usan en la predicción meteorológica, pero el equipo de Coen las aplica a los incendios forestales a través de un modelo denominado Ambiente acoplado-Ambiente de incendios forestales. CAWFE.

El equipo de Coen recientemente aplicó CAWFE de forma retrospectiva al King Fire 2014, que quemó casi 400 kilómetros cuadrados en la Sierra Nevada de California. El fuego había estado viajando bastante lento, pero luego corrió 25 kilómetros por un cañón en solo 11 horas con una ferocidad desconcertante: una estación meteorológica cercana había registrado vientos tranquilos en ese momento. Los informes de noticias culparon a la sequía por dejar el paisaje reseco y fácilmente combustible, pero Coen no estaba convencido de que fuera así de simple.

Su análisis sugirió que la sequía no era el factor clave de la gravedad repentina del incendio.

En cambio, la rápida propagación del cañón del Rey Fuego por un cañón fue alimentada por el movimiento atmosférico creado por el fuego en sí, su equipo informó en mayo en Aplicaciones ecológicas . Las diferencias en la presión atmosférica crean viento – el aire se mueve de áreas de presión más alta a áreas de presión más baja. Cuando el fuego calentó el aire en el cañón, bajó la presión del aire e hizo que el aire se expandiera y se elevara, creando vientos mucho más fuertes que las medidas oficiales tomadas cerca.

Modelos como el de Coen pueden recrear otros eventos de fuego sorprendentes, como el “firenado” azotado por el incendio forestal Carr el 26 de julio. Ese vórtice generó vientos que excedían los 200 kilómetros por hora y temperaturas de hasta 1500 ° Celsius, según las estimaciones de CalFire. Tales torbellinos llameantes se forman cuando el aire ascendente calentado por un incendio forestal colisiona con el aire ambiente turbulento.

Estos modelos de fuego detallados ofrecen pistas sobre cómo gestionar futuros incendios: al analizar el King Fire, por ejemplo, el equipo de Coen descubrió que la cantidad de maleza (y cuán seca era) influía en la tasa de propagación del fuego solo en terrenos inclinados. Esto sugiere que, dados los recursos limitados, los esfuerzos de limpieza podrían ser más útiles para desacelerar la propagación del fuego cuando se enfoca más en terreno montañoso que en llanuras.

una foto del daño causado por el incendio de Tubbs, que incluye una camioneta blanca quemada y restos de casas demolidas