Un modello ciclico di incendi come il risultato di un sistema naturale umano accoppiato

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 5280 (2022) Citare questo articolo

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Negli ultimi decenni, gli incendi hanno imposto costi considerevoli alle risorse naturali e alle vite umane. In molte regioni, le tendenze annuali degli incendi boschivi mostrano modelli oscillatori sconcertanti con ampiezze crescenti per le aree bruciate nel tempo. Questo articolo si propone di esaminare le potenziali cause di tali modelli sviluppando ed esaminando un modello di simulazione dinamica che rappresenta le dinamiche sociali e naturali interconnesse in un sistema accoppiato. Sviluppiamo un modello dinamico generico e, sulla base dei risultati della simulazione, postuliamo che l’interconnessione tra i sottosistemi umani e naturali sia una fonte dei modelli ciclici osservati negli incendi in cui la percezione del rischio regola le attività che possono provocare più incendi e lo sviluppo di proprietà vulnerabili. La nostra analisi politica basata sulla simulazione evidenzia una caratteristica non lineare del sistema, che emerge a causa delle interconnessioni tra il lato umano e il lato naturale del sistema. Ciò ha un’importante implicazione politica: contrariamente agli studi che cercano la politica più efficace per contenere gli incendi, dimostriamo che una soluzione a lungo termine non è una singola azione ma è una combinazione di più azioni che colpiscono contemporaneamente sia gli aspetti umani che quelli naturali. del sistema.

Gli incendi boschivi stanno mettendo in pericolo la vita umana, le risorse naturali, la conservazione delle foreste e la fauna selvatica1,2,3,4. Secondo il National Interagency Fire Center, nel 2020, più di 52.000 incendi negli Stati Uniti hanno bruciato circa 3,64 milioni di ettari5. Nella sola California, è stato stimato che circa 30 persone siano morte a causa di incendi durante i primi 9 mesi del 20206. Inoltre, il tragico incidente del Camp Fire del 2018 di Paradise, California, probabilmente l'incendio più distruttivo e mortale nella storia della California, ha provocato ha causato almeno 85 vittime civili e ha bruciato oltre 60.702 ettari, distruggendo più di 18.000 strutture7. Inoltre, il problema non si limita agli Stati Uniti: gli incendi sono una sfida globale che colpisce diverse regioni del mondo, con recenti eventi catastrofici in paesi come Australia, Brasile, Grecia, Algeria, Francia, Turchia e Indonesia. Date le tendenze, il problema degli incendi e le loro crescenti conseguenze catastrofiche rivestono un’enorme rilevanza politica.

Comprendere e prevedere il verificarsi degli incendi è fondamentale per intraprendere azioni politiche adeguate per mitigare i rischi e minimizzare le conseguenze associate8,9,10,11. Un esame delle tendenze storiche degli incendi boschivi rivela modelli ciclici sconcertanti nell’incidenza degli incendi, con un’ampiezza crescente delle conseguenze degli incendi in molte aree del mondo, compresi gli Stati Uniti. Come mostra la Fig. 1, negli Stati Uniti abbiamo assistito a una tendenza generale all’aumento della velocità di combustione dovuta ad un incendio, con fluttuazioni periodiche. È interessante notare che, sebbene l’andamento generale del numero di incendi non segua l’andamento della velocità di combustione, mostri oscillazioni periodiche. Trovare le cause di tali modelli è un’area di preoccupazione per gli scienziati naturali, i ricercatori politici e i politici.

Incendi violenti negli Stati Uniti dal 1983 al 2018 (dati da www.nifc.gov).

Gli incendi boschivi iniziano con le prime accensioni, che possono essere causate dalla natura attraverso fulmini o comportamenti umani sconsiderati. Il verificarsi di incendi naturali dovuti ai fulmini dipende dalle condizioni meteorologiche e mostra un andamento stagionale12. D’altra parte, l’accensione causata dall’uomo può anche causare incendi su larga scala. Negli Stati Uniti, infatti, gli incendi provocati dall’uomo rappresentano circa l’84% degli incendi a livello nazionale13. Inoltre, fattori come fuochi abbandonati, incendi dolosi e fuochi d'artificio possono portare a incendi provocati dall'uomo14,15. Gli esseri umani contribuiscono indirettamente agli incendi anche attraverso attività che peggiorano il cambiamento climatico16. Il rilascio di gas serra nell’atmosfera, tra cui anidride carbonica e metano, contribuisce all’aumento delle temperature17. Un clima più caldo porta a una vegetazione più secca nelle foreste e aumenta il rischio di massicci incendi18. Inoltre, la deforestazione finalizzata allo sviluppo del territorio riduce la capacità della foresta di assorbire i gas serra, provocando in definitiva un ulteriore aumento della temperatura19,20.