Согласно прогнозам, сделанным с использованием уникального подхода на основе машинного обучения, разработанного в Вашингтонском университете штата, на северо-западе США в ближайшие годы ожидается повсеместное увеличение количества дней с молниями и повышенный риск возникновения лесных пожаров.
Исследование, опубликованное в журнале Earth’s Future, предлагает детальные прогнозы частоты молний на западе США в середине XXI века. Наибольшие изменения в частоте молний ожидаются в некоторых частях Айдахо, Вашингтона и Орегона — от четырёх до двенадцати дополнительных дней с молниями в год в некоторых районах Скалистых гор.
Исследователи сопоставили прогнозы частоты молний с будущими рисками возникновения лесных пожаров, чтобы рассчитать изменения в ежедневном риске пожаров, вызванных молнией. Хотя в регионе существуют различия в прогнозах, тенденция очевидна: повышенный риск возникновения пожаров, вызванных молнией, на 98% западных территорий, подверженных пожарам.
«Северо-запад выделяется в этом исследовании, как и в других, как регион, где риски, связанные с огнём, вероятно, возрастут значительно больше, чем в других частях запада США», — сказала Дипти Сингх, доцент Школы окружающей среды Вашингтонского университета в Ванкувере и соавтор статьи.
Исследование подчёркивает необходимость управления лесами для снижения риска возникновения пожаров и подготовки сообществ, подверженных риску пожаров. Это особенно актуально в условиях продолжающегося потепления планеты и увеличения размеров и интенсивности лесных пожаров.
Молнии уже являются причиной более чем двух третей площадей, сожжённых в результате лесных пожаров на западе, но текущие глобальные климатические модели не могут напрямую моделировать будущую частоту молний, поскольку они основаны на географических разрешениях, слишком грубых для учёта условий, которые их создают.
Для создания наиболее детальной картины будущих моделей частоты молний и риска возникновения пожаров, вызванных молнией, на западе были разработаны модели машинного обучения.
«Уже существует множество исследований, которые говорят о том, что в будущем активность лесных пожаров на западе США увеличится, и это без учёта потенциального увеличения частоты молний, которое, как мы показываем, произойдёт во многих районах», — сказал Дмитрий Калашников, ведущий автор статьи.
Калашников руководил проектом, завершая свою докторскую диссертацию в Вашингтонском университете штата, а сейчас является научным сотрудником в Калифорнийском университете в Мерседе. Соавторами выступили исследователи из Калифорнийского университета в Мерседе, Государственного университета Колорадо, Портлендского государственного университета и других учреждений.
Для создания этих прогнозов Калашников применил технику машинного обучения, известную как свёрточная нейронная сеть. Эти прогностические модели на основе нейронных сетей были адаптированы для каждой ячейки сетки размером 1 градус на 1 градус на западе США. Это позволило создать целевые прогнозы частоты молний в более мелких географических масштабах, чем в предыдущих исследованиях.
Модели определили дни, когда вероятность возникновения молний была бы высокой для каждой сетки; исследователи также подсчитали, сколько из этих дней, как ожидается, будут днями с высокой пожарной погодой, используя Индекс пожарной погоды, меру риска возникновения лесных пожаров, основанную на погодных и климатических условиях.
Критически важно, что авторы обнаружили: в большинстве мест риск возникновения пожаров, вызванных молнией, увеличится из-за повышения Индекса пожарной погоды, даже в местах, где вероятность возникновения молний может не увеличиться.
Однако увеличение количества дней с молниями не приводит к пропорциональному увеличению риска возникновения пожаров, поскольку риск возникновения пожаров зависит от других переменных, таких как температура, осадки, ветер и сухость растительности.
С другой стороны, в некоторых частях Юты и Аризоны прогнозировалось сокращение дней с молниями, но увеличение дней с потенциальными пожарами, вызванными молниями, из-за более высокого риска возникновения лесных пожаров в целом.
Юго-запад показал меньшее прогнозируемое увеличение дней с молниями — и даже снижение в некоторых районах, но в регионе всё равно ожидается рост дней с вероятностью возникновения лесных пожаров, вызванных молниями.
Предоставлено: Вашингтонский университет штата.