Myrkrið leggst yfir hæðótt landslagið í Sierra Nevada í austurhluta Kaliforníu. Birtan frá eldinum handan fjallsins glæðir reykfylltan himininn rauðleitum bjarma.
Hópur slökkviliðsmanna hefur rétt í þessu lokið við að ryðja 50 metra breitt belti: Öll tré, greinar og lauf hafa verið fjarlægð, auk þess sem mennirnir hafa brennt alla smákvisti og grasstrá sem að öðrum kosti hefðu getað orðið eldsmatur. Nú ber vindurinn aftur á móti logandi börk yfir fjallsbrúnina um langan veg fram hjá rjóðrinu sem búið var að ryðja til að hefta útbreiðslu eldsins og þessu eru slökkviliðsmennirnir óundirbúnir.
Örfáum mínútum síðar standa mörg stór tré röngu megin við beltið í ljósum logum.
Skógareldurinn í Sierra Nevada átti sér stað árið 2022 en ári síðar var röðin komin að Evrópu en þess má geta að fjórfalt stærra svæði varð skógareldum að bráð í Grikklandi árið 2023 en í venjulegu árferði.
Þessir gríðarmiklu skógareldar sem áttu sér stað í Bandaríkjunum og Grikklandi eru engan veginn einsdæmi né óvanalegir. Skógareldum hefur nefnilega fjölgað gífurlega á síðustu árum og umfang þeirra að sama skapi aukist, svo nú hyggjast menn brynja sig í baráttunni við eldana og ætlunin er að taka í gagnið bæði dróna og gervihnetti.
Loftslagsbreytingar blása lífi í glæðurnar
Neistinn að skógareldum getur bæði verið af mannavöldum og átt rætur að rekja til náttúrufyrirbæra.
Mesta hættan af náttúrufyrirbærum er þegar eldingum slær niður en víða kvikna eldar í dag einnig af mannavöldum.
90% gróðurelda í Suður- og Mið-Evrópu kvikna af mannavöldum.
Gögn frá Suður- og Mið-Evrópu hafa leitt í ljós að einungis fimm hundraðshlutar eldanna stafa af eldingum og að 90 hundraðshlutar kvikna af mannavöldum.
Annars staðar í heiminum, svo sem í Amasónskóginum og víða í suðausturhluta Asíu, er skógareldum iðulega beitt til að ryðja land fyrir landbúnað en logarnir láta hins vegar ekki ætíð að stjórn og eldurinn logar stjórnlaust. Dæmi um þetta eru upplýsingar frá Indlandi þar sem 90% allra gróðurelda eru álitnir stafa af því að kveikt er í gróðri sem ætlunin er að hafa á hemil á en sem menn svo missa tökin á.
Gróðureldar af mannavöldum eiga auðveldar með að breiðast út sökum þess að loftslagið er í auknum mæli eldunum í hag. Þessu lýsir líffræðingurinn Louise C. Andresen frá Gautaborgarháskóla en hún hefur rannsakað skógarelda í Svíþjóð.
„Skortur á regni og lítill loftraki veldur ógrynni dauðra eldfimra jurtaleifa. Auk þess mynda þurrkar og hátt hitastig ákjósanleg skilyrði fyrir eld og stífur vindur getur breitt eldinn út,“ segir hún í viðtali við Lifandi vísindi.
Veður og umhverfi örva eldinn
Þegar gróðureldar geisa gera veður og landslag þeim kleift að breiðast hratt út. Myndist svokallað eldský geta logarnir magnast í vindi og eldingum og ef eldurinn brennur upp eftir hæð getur hann geisað á ógnarhraða.
1. Eldur breiðist út á þrjá vegu
Þegar eldurinn hefur borist í tré breiðist hann iðulega út á þrjá ólíka vegu: hann kemst í tæri við loga eða eldfimt efni, t.d. börk (efst), reyk sem ber vindinn til annarra trjáa (miðja) ellegar geislavarma af völdum eldsins (neðst).
2. Heitt loft getur orsakað eldský
Þegar gróðureldar hita upp loftið færist það ofar. Í sumum tilvikum stíga miklir loftmassar til himins þar sem þeir svo kólna og vatnsgufan þéttist í dropa í skýi. Þetta fyrirbæri kallast eldbólstrar en þeir minna til muna á þrumuský.
3. Eldský næra eldinn
Fyrir framan skýið myndast fallvindur sem geisar niður í móti og sem nær að fletjast út áður en hann lendir á jörðinni. Hér glæðir hann lífi í loga og brennandi trjábörk með þeim afleiðingum að eldurinn berst hraðar. Eldingar úr skýinu geta jafnframt orsakað nýja elda.
4. Fjallshlíðar auka hraða eldsins
Eldur berst fjórfalt hraðar upp brekku en á flatlendi. Ástæðan er fólgin í styttri vegalengd að nýjum eldsmat, auk þess sem gróður í brekkum þornar hratt. Á hinn bóginn heftist eldur sem er á leið niður, t.d. fjallshlíð.
Vísindamenn við evrópsku umhverfisstofnunina Copernicus hafa skilgreint gildi fyrir svokallað brunaáhættustig, Fire Weather Index (FWI). Því hærra sem stigið er þeim mun meiri áhrif hafa veðuraðstæður á gróðurelda en með því er átt við hversu þurr eldsmaturinn er og enn fremur vind, loftraka og lofthita.
Þess ber að geta að loftslagsbreytingar hafa þau áhrif að brunaáhættustigið hækkar en svo sýna niðurstöður frá árinu 2021.
59 manns þurfti að flytja af Nissakiströnd á Korfu. Einkaaðilar lögðu til báta, grísku strandgæslunni til hjálpar. Myndin er tekin af reykjarþykkninu frá gróðureldum á Korfu sunnudaginn 23. júlí 2023.
Vísindamenn að baki rannsókninni hafa komist að þeirri niðurstöðu að loftslagsbreytingar hafi átt sök á um 66 til 90% af allri aukningu gróðurelda í vesturhluta Bandaríkjanna á undanförnum áratugum.
Aukningin á stóran þátt í því að svæðið sem eldarnir eyða í Bandaríkjunum ár hvert hefur aukist úr því að nema að meðaltali 13.400 km2 á síðasta áratug 20. aldar upp í 28.300 km2 árlega eyðingu á árunum upp úr aldamótum.
Eldur verður að vera undir eftirliti
Tengingin á milli gróðurelda og loftslagsbreytinga táknar að vandinn muni einungis aukast í framtíðinni, ef marka má vísindakonuna Louise C. Andresen. Vísindamenn gera því skóna að gróðureldum muni fjölga um helming fyrir árið 2100.
„Á því leikur enginn vafi að loftslagsbreytingar auka hættuna á gróðureldum.“
Louise C. Andresen, líffræðingur við háskólann í Gautaborg
Til þess að slökkvilið geti ráðið niðurlögum elds þurfa þau fyrst að koma auga á hann. Þetta krefst þess að eftirlit sé haft með stórum náttúrusvæðum og slíkt er í rauninni einungis gerlegt utan úr geimnum.
Hitageislun frá gróðureldum mælist sem ósýnileg innrauð birta og aðeins takmarkaður fjöldi gervihnatta með þar til gerða skynjara eru tiltækir. Meðal þeirra nægir að nefna bandarísku gervihnettina Terra, Aqua, Suomi NPP og Landsat 8, svo og Sentinel 3 í Evrópu.
Auk þess ber að geta þess að gervihnettirnir sinna fleiri verkefnum en því einu að fylgjast með gróðureldum og fyrir vikið fara þeir t.d. ekki yfir skógi vaxin svæði á bilinu frá kl. 16 og fram að miðnætti á hverjum stað. Þetta er einmitt sá tími dags þegar gróður hitnar mest og er hvað þurrastur af völdum sólarinnar.
Þess vegna kvikna gróðureldar oftast og breiðast að sama skapi út á þessum tíma sem fyrir vikið gengur undir heitinu „peak burn“ (hámarksbruni).
Árið 2017 brunnu um 59 km2 til kaldra kola í skógareldi sem kallaður hefur verið Whitewater Fire. Eldurinn sem geisaði mánuðum saman, orsakaðist af eldingu sem laust niður.
Sökum þess að gervihnattaeftirlit er ekkert á þessum tíma, geta gróðureldar búið um sig í margar klukkustundir, jafnvel nokkra sólarhringa, áður en þeir uppgötvast.
Nú hefur slökkviliðum víðs vegar um heim hins vegar borist nýr liðsauki.
Slökkvilið öðlast sýn í geimnum
Árið 2024 hyggst þýska stofnunin OroraTech senda út í geiminn litla gervihnetti sem þeir kalla Forest.
Andstætt við hefðbundna, níðþunga gervihnetti sem gegna ýmsum hlutverkum verður Forest á stærð við skókassa og er honum einungis ætlað að fylgjast með gróðureldum.
Hver gervihnöttur felur í sér svokallaðan örbólómæli (örhitageislunarmæli) sem skynjar gróðurelda með aðstoð hitanæms málms. Þegar hitastigið hækkar, eykst viðnámið í málminum einnig. Aukið viðnám gerir það að verkum að straumstyrkurinn sem fer gegnum málminn minnkar. Með þessu móti er unnt að greina hættulega miklar hitastigabreytingar.
Fyrst í stað er ætlunin að notast við átta gervihnetti til að tryggja að flogið verði tvisvar á sólarhring yfir hvert einasta svæði jarðar, einnig á þeim tíma þegar mest hætta er á gróðureldum.
Þá hafa gervihnettirnir einnig yfir að ráða gagnavinnslubúnaði og fyrir vikið geta myndir verið tilbúnar á einungis þremur mínútum.
Með gömlu aðferðinni sem fól í sér að gervihnötturinn þyrfti fyrst að fljúga yfir móttökustöð á yfirborði jarðar, tók slík myndvinnsla iðulega um eina og hálfa klukkustund. Tímasparnaðurinn getur skipt sköpum þegar rýma þarf svæði og flytja marga á brott.
Stofnunin OroraTech hyggst senda út í geiminn alls eitt hundrað litla gervihnetti á næstu tveimur árum. Með þann fjölda til yfirráða ætti að vera hægt að fylgjast með hvort gróðureldar séu í uppsiglingu á hálftíma fresti um gjörvallan heim.
1. Yfirsýn með geimmyndavél
Hver gervihnöttur hefur yfir að ráða bólómæli (hitageislunarmæli). Mælirinn samanstendur af miklum fjölda örsmárra pixla, líkt og við þekkjum úr stafrænum myndavélum. Andstætt við myndavélar tekur mælirinn einungis myndir af varma en með því er átt við ósýnilegt, innrautt ljós.
2. Pixlar fela í sér hitanæmar rásir
Hver pixill felur í sér ferningslaga hitanæman málm sem er hluti af rafrás. Þegar um er að ræða væga hitageislun frá yfirborði jarðar er mótstaðan í málminum hlutfallslega lítil og fyrir bragðið kemst straumurinn nánast óhindrað um rafrásina.
3. Mótstaða leiðir í ljós hitastigið
Þegar hitageislun af völdum skógarelda greinist í málminum eykst mótstaðan og við það minnkar styrkur straumsins í rafrásinni. Þar með skynjar hver pixill í bólómælinum hitabreytingar og pixlarnir mynda hitakort.
4. Gervihnettir sjá fyrir nýjum upplýsingum
Átta bólómælagervihnettir eru á sporbaug um jörðu. Gervihnettirnir geta gert slökkviliði á jörðu niðri viðvart þremur mínútum eftir að þeir verða gróðurelda varir en þetta tók níutíu mínútur með eldri gervihnöttum, vegna þess að þeir þurftu að styðjast við móttökustöðvar á jörðu niðri.
1. Yfirsýn með geimmyndavél
Hver gervihnöttur hefur yfir að ráða bólómæli (hitageislunarmæli). Mælirinn samanstendur af miklum fjölda örsmárra pixla, líkt og við þekkjum úr stafrænum myndavélum. Andstætt við myndavélar tekur mælirinn einungis myndir af varma en með því er átt við ósýnilegt, innrautt ljós.
2. Pixlar fela í sér hitanæmar rásir
Hver pixill felur í sér ferningslaga hitanæman málm sem er hluti af rafrás. Þegar um er að ræða væga hitageislun frá yfirborði jarðar er mótstaðan í málminum hlutfallslega lítil og fyrir bragðið kemst straumurinn nánast óhindrað um rafrásina.
3. Mótstaða leiðir í ljós hitastigið
Þegar hitageislun af völdum skógarelda greinist í málminum eykst mótstaðan og við það minnkar styrkur straumsins í rafrásinni. Þar með skynjar hver pixill í bólómælinum hitabreytingar og pixlarnir mynda hitakort.
4. Gervihnettir sjá fyrir nýjum upplýsingum
Átta bólómælagervihnettir eru á sporbaug um jörðu. Gervihnettirnir geta gert slökkviliðseiningum á jörðu niðri viðvart þremur mínútum eftir að þeir verða gróðurelda varir en þetta tók níutíu mínútur með eldri gervihnöttum, vegna þess að þeir þurftu að styðjast við móttökustöðvar á jörðu niðri.
Þegar eldur hefur greinst þarf vitaskuld að hefta hann og starf slökkviliðsmanna er sagt vera eitt hættulegasta starf heims. Í Bandaríkjunum einum láta um 80 slökkviliðsmenn lífið á hverju ári.
Eitt mikilvægasta verkefni slökkviliðsmanna er að ryðja belti þar sem unnt er að hemja eldinn sökum þess að þar er ekki að finna neinn eldsmat. Sums staðar er eldsmaturinn fjarlægður, annars staðar er honum brennt með eins konar eldvörpum.
33 þúsund láta lífið ár hvert af völdum mengunar frá skógareldum.
Þetta verkefni er ætlunin að láta tæknina annast, ef þannig má að orði komast.
Fyrirtækið „Drone Amplified“ hefur hannað dróna sem kveikt geta elda undir eftirliti með því að varpa svonefndum „drekaeggjum“. „Eggin“ eru í raun réttri kúlur sem fylltar eru með kalíumpermangati.
Dróninn sprautar frostlegi í eggin með þeim afleiðingum að sjálfskveikja verður í blöndunni örfáum sekúndum síðar.
Ef dróninn svo brennir öllum eldsmat með reglulegu millibili verður ekki þörf fyrir að láta fólk inna af hendi þetta varasama verk.
Litlum eldsprengjum er varpað til jarðar úr dróna þessum sem kallast Ignis, á tiltekna staði þar sem brenna á gróður sem að öðrum kosti hefði getað orðið eldsmatur fyrir útbreidda skógarelda.
Þó svo að tækifærin til að uppgötva elda og ráða niðurlögum þeirra muni aukast til muna á komandi árum þá væri besta lausnin fólgin í að mynda með markvissum hætti landslag þar sem torvelt er fyrir eld að ná sér á strik, segir Louise C. Andresen.
Eldur á t.d. tiltölulega auðvelt með að ná sér á strik í barrskógum en séu trén innan um annan gróður verður hraði eldsmyndunar heftur til muna.
Fyrir bragðið mælir sérfræðingurinn með því að við hefjumst handa við að móta mismunandi landslag með ólíkri samsetningu trjátegunda og með fjölbreytilegum landbúnaði, auk þess sem hún ráðleggur að skipuleggja land með því móti að meira verði um tjarnir og læki. Jarðvegurinn ætti með öðrum orðum að vera grænn og votur sitt á hvað:
„Þetta gagnast loftslaginu á staðnum og getur að sama skapi komið í veg fyrir að eldur breytist í gróðureld yfirleitt.“
Nýjar gerðir af landslagi gætu með þessu móti orðið fyrsta vörnin gegn gróðureldum. Þegar svo drónar og gervihnettir jafnframt verða teknir í notkun er hugsanlegt að tölfræðin yfir skógarelda geti orðið okkur hliðholl á nýjan leik.
