Die Ursachen von Waldbränden sind klar. Wie sie Gemeinschaften durchbrennen, ist nicht so

Hussam Mahmoud ist Professor für Infrastruktur am Department of Civil and Environmental Engineering der Colorado State University, Fort Collins.

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Als ich in den Nachrichten die Folgen des tragischen Waldbrandes sah, bei dem in Lahaina auf der Insel Maui, Hawaii, mehr als 100 Menschen ums Leben kamen und über 2.000 Gebäude zerstört wurden, war ich bestürzt – aber auch frustriert. Es weckte Erinnerungen an meine Forschungsreise nach Paradise, Kalifornien, um dort die Schäden zu dokumentieren, die durch das Lagerfeuer 2018 verursacht wurden, bei dem 85 Menschen ums Leben kamen und mehr als 18.000 Gebäude zerstört wurden.

Bedingt durch Dürre, starke Winde und extreme Hitze haben Brände in den letzten Jahren zu Zerstörungen und Verlusten in einem Ausmaß geführt, das größer ist, als es irgendjemand gewohnt ist. Die durchschnittlichen jährlichen globalen Kosten von Waldbränden belaufen sich auf etwa 50 Milliarden US-Dollar, sagte das Weltwirtschaftsforum im Januar. Und bis zum Ende des Jahrhunderts könnten katastrophale Flächenbrände aufgrund des Klimawandels um 50 % häufiger auftreten, so das Umweltprogramm der Vereinten Nationen. Angesichts der zunehmenden Stadtentwicklung in und in der Nähe von Waldgebieten muss etwas getan werden, um die Gemeinden zu schützen. Wie Mauis Erfahrung zeigt, ist nur wenig vorhanden.

Gemeinden und politische Entscheidungsträger benötigen dringend Strategien, um die Verluste durch Waldbrände einzudämmen. Der Ausgangspunkt muss darin bestehen, das Verständnis dafür zu verbessern, was Waldbrände und Waldbrandschäden verursacht.

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Das Waldbrandrisiko hängt von zwei Faktoren ab: der Wahrscheinlichkeit einer Entzündung in der Wildnis und der Art und Weise, wie sich das Feuer in der bebauten Umwelt ausbreitet und diese schädigt. Der erste ist einigermaßen gut verstanden. Das zweite ist nicht der Fall (JK Shuman et al. PNAS Nexus 1, pgac115; 2022). Und es gibt keinen Zusammenhang zwischen dem Umgang mit Brandrisiken in den beiden Umgebungen.

Die meisten Waldbrände werden durch menschliche Aktivitäten wie das Wegwerfen von Zigaretten oder durch Ausfälle von Stromleitungen ausgelöst. Letzteres könnte den ersten Funken beim Brand auf Maui im ​​Jahr 2023 ausgelöst haben, und das war auch beim Camp Fire der Fall. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein schwerer Brand entwickelt, hängt davon ab, wie trocken der Boden ist, ob sich in der Umgebung viele Pflanzenwurzeln befinden und wie entflammbar die umgebende Vegetation oder der Schutt ist.

Strategien zur Bewältigung von Naturbränden in Wildgebieten haben sich bewährt – wenn auch nicht immer praktiziert. Kleinere Brände können durch den Einsatz von Flammschutzmitteln und das Ausdünnen oder Beschneiden der Vegetation unterdrückt werden.

Die Vorhersage von Schäden an der bebauten Umwelt ist viel schwieriger. Jede Gemeinde unterscheidet sich in ihrer Aufteilung, den verwendeten Materialien und der Vegetation. Brände können durch Flammen oder Strahlung übertragen werden und sich von einer Reihe von Brennstoffen ernähren. Glut in der Luft kann Dächer entzünden oder durch Lüftungsschlitze und Fenster dringen.

Es gibt hilfreiche Maßnahmen, die Hausbesitzer ergreifen können – Häuser können beispielsweise durch feuerbeständige Dächer, Terrassen, Dachvorsprünge und Fenster „abgehärtet“ werden, und durch die Beseitigung brennbarer Vegetation können Pufferzonen geschaffen werden.

Eine gemeinschaftsweite Schadensbegrenzung wäre jedoch effektiver. Computermodelle benötigen viel Rechenleistung und Planer und politische Entscheidungsträger nutzen sie noch nicht, um das Verhalten von Waldbränden in Städten zu verstehen. Solche Modelle können jedoch die Wärmeübertragung und ihre Wechselwirkung mit Vegetation und Gebäuden unter bestimmten Windbedingungen erfassen. Sie könnten es den Beamten beispielsweise ermöglichen, zu verstehen, wie sich die Absicherung eines Hauses oder das Entfernen eines Baums auf die Gefährdung eines anderen Hauses oder Baums am Ende der Straße auswirken würde. Meine eigene Modellierung hat die Schäden an Gebäuden, die durch den Brand auf Maui, den Camp Fire und den Marshall Fire 2021 in Colorado verursacht wurden, mit angemessener Genauigkeit reproduziert (A. Chulahwat et al. Sci. Rep. 12, 15954; 2022).

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Strategien zur Abhärtung von Gemeinschaften müssen mit denen zur Bewirtschaftung von Wildlandbrennstoffen gekoppelt werden. Welche Vegetation beispielsweise ausgedünnt oder beschnitten wird, wirkt sich darauf aus, welche Häuser feuerbeständiger gemacht werden sollten, und umgekehrt.

Eine zusammenhängende Sicht auf Vulnerabilität und Risiko ist aus dem Management anderer Naturgefahren bekannt. Beispielsweise wird das Erdbebenrisiko ermittelt, indem die Wahrscheinlichkeit eines Erdbebens mit der Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung eines Gebäudes kombiniert wird. Seismische Gefahrenkarten und Tools zur Behebung von Konstruktionsschwachstellen in wichtigen Gebäuden wie Krankenhäusern werden häufig verwendet.

Bessere Ausbreitungs- und Schadensmodelle sind nur ein erster Schritt zur Bewältigung des Waldbrandrisikos. Der Ansatz wird ohne bessere Daten über die bebaute Umwelt in feuergefährdeten Regionen, einschließlich Informationen zu Dachmaterialien, Verkleidungsarten sowie den Größen und Positionen von Fenstern, nicht funktionieren. Das Sammeln solcher Daten ist eine enorme Aufgabe; Mein Team erforscht den Einsatz von maschinellem Lernen, um es mithilfe der Bilderkennung aus Online-Karten zu extrahieren. Winddaten auf der Ebene eines einzelnen Gebäudes und Daten darüber, wie sich extreme Hitze auf die Luftströmung auswirkt, werden ebenfalls benötigt, um Schwachstellen genau vorherzusagen. Solche Informationen könnten vor Ort, durch Windkanaltests oder mit Strömungsdynamiksimulationen gesammelt werden.

Wie sich der Klimawandel auf Zündwahrscheinlichkeit, Windverhältnisse und Vegetationseigenschaften verändert, muss durch Simulationen und Beobachtungsdaten geklärt werden. Lösungen müssen regelmäßig neu bewertet und aktualisiert werden. Und die sozialen Komplexitäten des Brandrisikomanagements müssen verstanden werden. In Studien muss beispielsweise untersucht werden, ob Menschen, die in der Nähe von feuergefährdeter Vegetation leben, mehr für die Schadensbegrenzung zahlen sollten oder ob die gesamte Gemeinschaft zahlen sollte, da alle davon profitieren. Wie können Bewohner ihre Ressourcen bündeln, um die Fülle eines bestimmten Brennstoffs zu reduzieren oder bestimmte Häuser zu schützen? Wie kann ein Konsens erzielt werden?

Diese Hürden sind überwindbar, und ich hoffe, dass die Forscher politischen Entscheidungsträgern und Gemeindevorstehern helfen werden, einen risikobasierten Ansatz zu verfolgen, um die Verluste durch Waldbrände zu reduzieren.

Natur620, 923 (2023)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-02687-2

Nachdrucke und Genehmigungen

Der Autor gibt keine Interessenkonflikte an.

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