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我实验室创新团队预测未来高碳排放气候变化情景和干旱将显著加剧美国西海岸山火灾害风险

来源：南方海洋实验室

2022.02.22

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近年来，全球许多地区山火灾害频发，如美国西部、澳大利亚、亚马逊森林等，我国西南部等许多地区也不断发生森林火灾，对当地生态环境和生活生产造成了巨大破坏。此前，许多科学家已经发现世界各地的山火增加与全球气候变暖密切相关。然而，由于当前全球气候模型数据分辨率较粗且不确定性较大，科研人员一直无法准确估计未来小尺度空间范围的山火灾害风险。

近日，我实验室河口海岸与岛礁工程创新团队与清华大学、美国加州大学的学者合作，利用全球气候模型统计降尺度、山火风险空间分析、机器学习模型等技术，成功建立了一种高时空分辨率的山火风险预测模型，适用于小空间尺度火灾风险估计。经过与美国西南部海岸带城市群及周边地区的历史火灾数据进行对比验证，该模型能够较为准确地模拟该地区未来每日大型山火的发生概率，并能够估算未来该地区每年发生大规模火灾的潜在日数。

图1. 南加州海岸带地区位置及历史火灾分布

图2. 历史时期和未来不同碳排放情景下南加州海岸带地区各月大型火灾发生概率预测

研究人员利用该山火概率模型预测了美国南加州海岸带城市群及周边地区在未来不同气候变化情景下的山火灾害风险。他们发现，到本世纪中叶，低和高碳排放气候变暖情景均能使该地区的大型火灾日数从现有的45天/年上升至约50天/年；到本世纪末，低碳排放情景将导致大型火灾日数上升到约59天/年，而高碳排放情景将使该地区每年约77天面临大型火灾风险，大约相当于上世纪末水平的2倍，严重加剧当地火灾风险。

图3. 历史时期和未来不同碳排放情景下南加州海岸带地区各月大型火灾发生概率预测

近年来，全球许多地区山火均不断增加，但其具体触发原因和机制仍有很大争议。以往学者针对美国南加州海岸带地区未来火灾灾害风险的预测也相互矛盾，甚至所得结论完全相反，主要原因在于全球气候模式数据分辨率偏低，无法准确模拟小面积区域的山火灾害风险。有学者认为主要是人类用地扩张和人为火源增加引起，另外学者则认为是气候变化导致，还有许多学者认为主要是地方林业部门对森林管理不善引发了更多山火等。在该项研究中，研究人员通过对历史火灾数据进行空间建模分析和机器学习信息挖掘，发现南加州海岸带地区山火灾害风险上升主要是因为气候变暖和持续干旱引发的大气和可燃物干燥度上升，增加了大型火灾发生的概率。该项研究可为全球山火防控、生态环境保护，以及气候变化防灾减灾等提供重要参考价值。

该研究成果于2022年2月17日发表于Nature旗下期刊Communications Earth & Environment，论文题目为The season for large fires in Southern California is projected to lengthen in a changing climate。我实验室创新团队骨干成员、中山大学土木工程学院城市水务团队董春雨副教授为文章第一作者，实验室创新团队骨干成员、中山大学土木工程学院城市水务团队林凯荣教授为合作作者。

该项研究得到了国家自然科学基金项目、南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43247-022-00344-6

该研究发表后，得到了英国卫报、华盛顿邮报、纽约时报、合众国际社、国会山庄报、PhysOrg、Daily Bulletin等国际媒体以及地方电视台和新闻媒体的专题采访和报道。