Phát triển phương pháp dự đoán theo mùa về cháy rừng ở miền Tây nước Mỹ

Cột khói bốc lên từ đám cháy Tamarack ở Nevada, Mỹ vào năm 2021. Nguồn: Cục Kiểm lâm Mỹ

Tây Mỹ sẽ là khu vực cháy rừng lớn thứ 8 kể từ năm 1984

Phương pháp dự đoán này được mô tả trong một nghiên cứu mới trên tạp chí Environmental Research Letters.

Được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu được hội đồng chuyên gia đánh giá, phương pháp mới cũng phân tích lượng mưa, nhiệt độ, hạn hán và các điều kiện khí hậu khác trong mùa đông và mùa xuân để dự đoán mức độ cháy rừng trên khắp miền Tây nước Mỹ trong mùa hè năm sau. Nhóm nghiên cứu đã phát triển phương pháp này bằng cách áp dụng các kỹ thuật học máy để quan sát mọi mùa cháy rừng kể từ năm 1984, khi có sẵn các phép đo vệ tinh hiện tại về đám cháy lần đầu tiên.

Mặc dù các nhà khoa học trước đây đã biết rằng điều kiện khí hậu trong suốt mùa xuân và mùa hè ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng, nhưng nghiên cứu mới chứng minh rằng, thậm chí vài tháng trước mùa cháy cao điểm, khí hậu trên khắp các khu vực rộng lớn của phía Tây nước Mỹ đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo tiền đề cho các đám cháy.

Nhà khoa học Ronnie Abolafia-Rosenzweig của NCAR - một trong những tác giả của nghiên cứu cho biết: “Nghiên cứu cho thấy khí hậu của mùa đông và mùa xuân trước đó có thể giải thích hơn 50% sự thay đổi hàng năm và xu hướng tổng thể trong hoạt động cháy vào mùa hè. Điều này giúp chúng tôi có thể dự đoán hoạt động của đám cháy trước khi mùa cháy vào mùa hè bắt đầu”.

Áp dụng phương pháp nghiên cứu của họ cho mùa cháy sắp tới, các nhà khoa học dự đoán rằng các đám cháy vào mùa hè này sẽ thiêu rụi 1,9–5,3 triệu mẫu Anh ở phía Tây, với 3,8 triệu mẫu Anh có khả năng xảy ra cao nhất. Mặc dù thấp hơn con số kỷ lục 8,7 triệu mẫu Anh bị thiêu rụi vào năm 2020, nhưng đây sẽ là khu vực hứng chịu cháy rừng lớn thứ 8 kể từ năm 1984.

Các nhà khoa học nhấn mạnh, dự đoán của họ hiện chỉ nhằm mục đích nghiên cứu. Tuy vậy, họ cho biết phương pháp của họ, một khi được thử nghiệm và cải tiến hơn nữa, có thể giúp cung cấp hướng dẫn cho các cơ quan chữa cháy trong tương lai. Phương pháp này cung cấp nhiều thông tin rõ ràng hơn so với các dự báo theo mùa hiện tại – những dự báo có thể cho thấy một mùa cháy rừng tương đối nhẹ hoặc có tính hủy diệt nhưng không dự đoán được diện tích bị cháy.

“Thông tin này có thể rất hữu ích cho các cơ quan chữa cháy khi họ phân bổ nguồn lực và chuẩn bị cho mùa cháy sắp tới”, ông Abolafia-Rosenzweig nói.

Ảnh hưởng dai dẳng

Với tình trạng cháy rừng ngày càng lan rộng trên phần lớn miền Tây nước Mỹ, nhóm NCAR muốn xem xét liệu điều kiện khí hậu đầu năm có thể cung cấp manh mối về mức độ bùng cháy trong mùa hè, khi mùa cháy cao điểm diễn ra.

Các nhà khoa học đã chuyển sang tập hợp các mô hình thống kê cộng tổng quát, là những công cụ học máy được sử dụng rộng rãi cho thấy các mối quan hệ phức tạp - ở đây là mối quan hệ giữa các điều kiện khí hậu từ tháng 11 đến tháng 5 và phạm vi các khu vực bị đốt cháy trong thời gian từ tháng 6 đến tháng 9 tiếp theo. Họ phân tích mỗi năm kể từ năm 1984, tập trung vào các khu vực ở phía Tây phụ thuộc vào băng tuyết để cung cấp nước.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng không khí có độ ẩm tương đối thấp (thâm hụt áp suất hơi) ở phần thấp nhất của khí quyển trong suốt mùa đông và mùa xuân có ảnh hưởng rất rõ rệt đến các đám cháy vào mùa hè. Không khí đó ảnh hưởng đến lượng tuyết rơi và bị ảnh hưởng bởi tuyết trên mặt đất, sau đó giải phóng độ ẩm cho không khí bên trên. Phạm vi của băng tuyết tháng 4 đặc biệt quan trọng vì nó làm ẩm cả mặt đất và không khí khi nó tan chảy trong những tháng ấm hơn.

Ông Abolafia-Rosenzweig cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng băng tuyết tháng 4 có ảnh hưởng dai dẳng đến đất đai và bầu khí quyển trong suốt mùa hè. Nếu có một lớp băng tuyết lớn vào tháng 4, sẽ mất nhiều thời gian hơn để tan chảy và có sự chuyển ẩm kéo dài hơn từ đất sang khí quyển trong suốt cuối mùa xuân sang mùa hè. Tuy vậy, trong trường hợp lượng băng tuyết ít hơn, sẽ xảy ra cả 2 tình trạng là bề mặt đất khô hơn và bầu không khí khô hơn vào mùa hè, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho cháy rừng lan rộng”.

Các nhà khoa học cũng nghiên cứu một số biến số bổ sung về khí hậu, bao gồm lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm của đất, thoát hơi nước và các chỉ số về hạn hán, kiểm tra xem mỗi biến số trong các mùa khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến mức độ cháy rừng trong mùa hè.

Họ kết luận, điều kiện khí hậu mùa đông và mùa xuân có thể được sử dụng để dự đoán tới 53% sự thay đổi hàng năm ở các khu vực bị cháy rừng vào mùa hè. Khi các điều kiện khí hậu vào mùa hè như lượng mưa và không khí có độ ẩm tương đối thấp cũng được đề cập đến, sự thay đổi trên tăng lên đến 69%.

Nghiên cứu cũng xem xét tác động tổng thể của biến đổi khí hậu đối với hoạt động cứu hỏa ở phía Tây. Khi các đám cháy rừng dần phát triển về quy mô kể từ năm 1984, mô hình của nhóm nghiên cứu cho thấy các biến số khí hậu như nhiệt độ tăng và hạn hán kéo dài có thể giải thích cho 83% sự gia tăng các khu vực bị cháy rừng.

Dự đoán thử nghiệm năm nay - bao gồm toàn bộ miền Tây nước Mỹ, không chỉ các khu vực có tuyết - chỉ ra rằng, các đám cháy sẽ thiêu rụi nhiều vùng đất phía Tây hơn 38% vào mùa hè này so với mức trung bình kể từ năm 1984. Dự đoán không bao gồm các đám cháy đầu mùa trước tháng 6, cũng như không ước tính được các khu vực khác nhau ở phía Tây sẽ hoạt động như thế nào. Tuy nhiên, trong tương lai, các nhà khoa học có thể bổ sung những chi tiết như vậy.

Nhà khoa học Cenlin He, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Kế hoạch bao gồm các biến số khí hậu địa phương như gió giúp chúng tôi có thể biết tình hình cháy rừng cụ thể ở cấp bang hoặc thậm chí cấp hạt. Điều này sẽ mang lại giá trị hơn đối với các bên liên quan và các nhà quản lý cứu hỏa để họ có thể dự đoán hoạt động cháy rừng cho các khu vực cụ thể ở phía Tây”.

Mai Đan