TORIma Academy Logo TORIma Academy
العلوم

الهشيم (Wildfire)

TORIma أكاديمي — بيئية

الهشيم (Wildfire)

حريق الغابات أو حرائق الغابات أو حرائق الغابات هو حريق غير مخطط له وغير خاضع للسيطرة في منطقة بها نباتات قابلة للاشتعال. تعتمد بعض النظم البيئية للغابات الطبيعية على...

تشكل حرائق الغابات، المعروفة أيضًا باسم حرائق الغابات أو حرائق الغابات، حريقًا غير مخطط له ولا يمكن السيطرة عليه يحدث داخل منطقة نباتات قابلة للاشتعال. في حين أن بعض النظم البيئية للغابات الطبيعية تعتمد على حرائق الغابات في عملياتها البيئية، فإن الإدارة المعاصرة للغابات كثيرا ما تستخدم الحروق الموصوفة للحد من مخاطر الحرائق وتعزيز دورات تجديد الغابات الطبيعية. ومع ذلك، تتصاعد هذه الحروق الخاضعة للرقابة أحيانًا إلى حرائق غابات خارجة عن السيطرة بسبب ظروف غير متوقعة.

حرائق الغابات، أو حرائق الغابات، أو حرائق الغابات هي حريق غير مخطط له ولا يمكن السيطرة عليه في منطقة بها نباتات قابلة للاشتعال. تعتمد بعض النظم البيئية للغابات الطبيعية على حرائق الغابات. غالبًا ما تشارك الإدارة الحديثة للغابات في عمليات حروق موصوفة للتخفيف من مخاطر الحرائق وتعزيز دورات الغابات الطبيعية. ومع ذلك، يمكن أن تتحول عمليات الحروق الخاضعة للرقابة إلى حرائق غابات عن طريق الخطأ.

يتم تصنيف حرائق الغابات بناءً على مصدر اشتعالها، وخصائصها الفيزيائية، ونوع المادة القابلة للاحتراق المعنية، وتأثير ظروف الأرصاد الجوية. يتم تحديد شدة حرائق الغابات من خلال التقاء العناصر، بما في ذلك كمية الوقود المتاحة، والسياق الجغرافي، وأنماط الطقس السائدة. كثيرا ما تسبق حرائق الغابات الشديدة دورات مناخية تتميز بفترات رطبة طويلة، والتي تولد وفرة من المواد القابلة للاحتراق، تليها بعد ذلك الجفاف وارتفاع درجات الحرارة. وقد تفاقمت هذه الدورات بسبب تغير المناخ العالمي ويمكن أن تتفاقم أكثر بسبب التخفيضات في جهود التخفيف، مثل تناقص تمويل الميزانيات أو المعدات، أو بسبب الحجم الهائل لحدث الحرائق نفسه.

تمثل حرائق الغابات شكلاً شائعًا من أشكال الكوارث في مناطق جغرافية محددة، تشمل سيبيريا (روسيا)؛ كاليفورنيا، واشنطن، أوريغون، تكساس، وفلوريدا (الولايات المتحدة)؛ كولومبيا البريطانية (كندا)؛ وأستراليا. المناطق التي تتميز بمناخ البحر الأبيض المتوسط ​​أو الواقعة داخل منطقة التايغا الحيوية تظهر ضعفًا خاصًا. يمكن أن تؤثر هذه الحرائق تأثيرًا عميقًا على السكان ومساكنهم، مما يؤدي إلى عواقب صحية مباشرة من الدخان واللهب، وتدمير الممتلكات على نطاق واسع (خاصة في المناطق البرية والحضرية)، وتداعيات اقتصادية كبيرة. علاوة على ذلك، هناك خطر كبير لتلوث المياه والتربة.

على الصعيد العالمي، أدت الأنشطة البشرية إلى تكثيف الآثار الضارة لحرائق الغابات، مما أدى إلى زيادة مضاعفة في مساحة الأراضي التي تستهلكها هذه الحرائق مقارنة بالمستويات الطبيعية التاريخية. يتجلى التأثير البشري على حرائق الغابات من خلال تغير المناخ، والذي يتجسد في موجات الحر الشديدة وفترات الجفاف الطويلة، والتغيرات في استخدام الأراضي، واستراتيجيات إخماد الحرائق. تساهم انبعاثات الكربون الناتجة عن حرائق الغابات في ارتفاع تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تفاقم تأثير الاحتباس الحراري وإنشاء حلقة ردود فعل لتغير المناخ.

يمكن أن تمنح حرائق الغابات التي تحدث بشكل طبيعي تأثيرات مفيدة على النظم البيئية التي تطورت بالاشتراك مع الحرائق. وفي الواقع، تعتمد العديد من أنواع النباتات على التأثيرات البيئية للنار في نموها وعملياتها الإنجابية.

الإشعال

يمكن أن ينشأ اشتعال النار إما عن ظواهر طبيعية أو عن أنشطة بشرية، سواء كانت مقصودة أو عرضية.

أسباب طبيعية

تشمل الظواهر الطبيعية القادرة على إشعال حرائق الغابات بشكل مستقل عن التدخل البشري، ضربات البرق، والانفجارات البركانية، والشرر الناتج عن تساقط الصخور، وحالات الاحتراق التلقائي.

النشاط البشري

تشمل مصادر الحرائق البشرية المنشأ الحرق المتعمد، أو الاشتعال غير المقصود، أو الاستخدام غير المنظم للنار في تطهير الأراضي والممارسات الزراعية، مثل زراعة القطع والحرق. في المناطق الاستوائية، يستخدم المزارعون عادة تقنية القطع والحرق لإعداد الحقل خلال موسم الجفاف.

في مناطق خطوط العرض الوسطى، تشمل الأسباب السائدة لحرائق الغابات التي يتسبب فيها الإنسان معدات توليد الشرر (مثل المناشير والمطاحن وآلات الحش) وخطوط الكهرباء العلوية والحرق العمد.

يمكن أن يساهم الحرق العمد في أكثر من 20% من الحرائق التي يسببها الإنسان؛ ومع ذلك، فإن الأنشطة البشرية الأوسع، مثل نيران المخيمات، وأعطال خطوط الكهرباء، وتشغيل المعدات، مسؤولة بشكل جماعي عن حوالي 85٪ من حرائق الغابات. ويؤدي تقارب مصادر الإشعال هذه مع الظروف القاحلة إلى زيادة وتيرة الحرائق وشدتها. ومع ذلك، خلال موسم حرائق الغابات الأسترالية 2019-2020، "وجدت دراسة مستقلة أن الروبوتات والمتصيدون على الإنترنت يبالغون في دور الحرق المتعمد في الحرائق". وبالمثل، خلال حرائق الغابات الكندية عام 2023، انتشرت تأكيدات غير مؤكدة بشأن الحرق العمد على وسائل التواصل الاجتماعي، على الرغم من أن الحرق العمد لا يكون عادةً السبب الرئيسي لحرائق الغابات في كندا. في كاليفورنيا، يمثل الحرق المتعمد عمومًا ما بين 6 إلى 10% من حرائق الغابات السنوية.

تنشط آلاف حرائق الفحم على مستوى العالم، وتتمثل في تلك التي اندلعت في بيرنينج ماونتن، نيو ساوث ويلز؛ سنتراليا، بنسلفانيا؛ والعديد من الحرائق التي تغذيها الفحم في جميع أنحاء الصين. تمتلك هذه الحرائق القدرة على إعادة إشعال وإشعال المواد المجاورة القابلة للاحتراق بشكل غير متوقع.

الانتشار

يعتمد انتشار حرائق الغابات على نوع المادة القابلة للاشتعال الموجودة، وتكوينها الرأسي، ومحتوى الرطوبة، والظروف الجوية السائدة. يتأثر ترتيب الوقود وكثافته جزئيًا بالتضاريس، نظرًا لأن شكل الأرض يملي عناصر مثل توفر ضوء الشمس والمياه الضرورية لنمو النبات. بشكل عام، يمكن تحديد تصنيفات حرائق الغابات من خلال مصادر الوقود الأساسية على النحو التالي:

الخصائص الفيزيائية

تظهر حرائق الغابات عندما تتلاقى المكونات المطلوبة لمثلث النار - مصدر الاشتعال، والمواد القابلة للاحتراق (مثل النباتات)، والحرارة الكافية، وإمدادات كافية من الأكسجين الجوي - داخل منطقة معرضة للخطر. عادةً ما يمنع محتوى الرطوبة المرتفع الاشتعال ويؤخر الانتشار، حيث يتطلب الأمر طاقة حرارية أكبر لتبخير الماء داخل المادة ورفع درجة حرارته إلى نقطة الاشتعال.

توفر مناطق الغابات الكثيفة بشكل عام مزيدًا من التظليل، مما يساهم في تقليل درجات الحرارة المحيطة والرطوبة المرتفعة، وبالتالي تقليل قابليتها لحرائق الغابات. وعلى العكس من ذلك، فإن المواد العضوية الأقل كثافة، مثل الأعشاب والأوراق، تشتعل بسهولة أكبر بسبب انخفاض محتواها المائي مقارنة بالمواد الأكثر كثافة مثل الفروع وجذوع الأشجار. تفقد النباتات الماء بشكل دائم من خلال التبخر. ومع ذلك، يتم تعويض هذه الخسارة عادة عن طريق امتصاص الماء من التربة، أو الرطوبة الجوية، أو هطول الأمطار. وعندما يختل هذا التوازن، وهو ما يحدث في كثير من الأحيان بسبب ظروف الجفاف، تجف النباتات وتصبح أكثر قابلية للاشتعال.

تمثل جبهة حرائق الغابات المنطقة النشطة من الاحتراق المشتعل المستمر، حيث يتفاعل الوقود غير المحترق مع النيران النشطة، أو السطح البيني المشتعل بين المواد غير المستهلكة والمواد المستهلكة. ومع تقدم هذه الجبهة، فإنها ترفع درجة حرارة كل من الهواء المحيط والوقود الخشبي من خلال نقل الحرارة بالحمل الحراري والإشعاعي. في البداية، يتعرض الخشب للجفاف حيث يتبخر الماء عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت). بعد ذلك، يؤدي الانحلال الحراري للخشب عند درجة حرارة 230 درجة مئوية (450 درجة فهرنهايت) إلى إطلاق غازات قابلة للاحتراق. في النهاية، يمكن أن يشتعل الخشب عند درجة حرارة 380 درجة مئوية (720 درجة فهرنهايت) أو عند التسخين المناسب، يمكن أن يشتعل عند درجة حرارة 590 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت). قبل وصول ألسنة اللهب إلى نقطة محددة، يمكن أن يؤدي نقل الحرارة من الأمام إلى رفع درجات حرارة الهواء إلى 800 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت)، وبالتالي التسخين المسبق وتجفيف المواد القابلة للاشتعال، مما يسرع الاشتعال ويعزز انتشار الحريق. يمكن أن تؤدي حرائق الغابات السطحية المكثفة والمطولة إلى حدوث وميض كهربائي أو إشعال، والذي يتميز بالجفاف واشتعال مظلات الأشجار من الأسفل لاحقًا.

تظهر حرائق الغابات معدل انتشار سريع (FROS) عند استهلاك مصادر وقود كثيفة ومستمرة. يمكن أن تصل سرعتها إلى 10.8 كيلومترًا في الساعة (6.7 ميلاً في الساعة) في مناطق الغابات و22 كيلومترًا في الساعة (14 ميلاً في الساعة) في الأراضي العشبية. قد تتقدم الحرائق بشكل عرضي إلى الجبهة الرئيسية، لتشكل جبهة محاطة، أو تتحرك عكس اتجاه الجبهة الرئيسية من خلال الدعم. علاوة على ذلك، يمكن أن يحدث الانتشار عن طريق القفز أو الاكتشاف، حيث تنقل الرياح وأعمدة الحمل الحراري العمودي الشعلات النارية (جمر الخشب المتوهج) وغيرها من الحطام المحترق عبر حواجز النيران الطبيعية أو الاصطناعية مثل الطرق والأنهار. تسهل ظاهرة الشعلة وحرائق التاج اكتشافها، مما يجعل الوقود الأرضي الجاف المحيط بالحرائق الهائلة عرضة بشكل خاص للاشتعال بواسطة الشعلات النارية. يؤدي اكتشاف النيران إلى توليد اشتعالات جديدة، تعرف باسم حرائق البقعة، حيث تشعل الجمر الساخنة والمواد القابلة للاحتراق المواد القابلة للاحتراق في اتجاه الريح من الحريق الرئيسي. في سياق حرائق الغابات الأسترالية، لوحظ أن الحرائق الموضعية تنشأ على مسافة تصل إلى 20 كيلومترًا (12 ميلًا) من جبهة النار.

يمكن لحرائق الغابات الكبيرة بشكل استثنائي أن تؤثر بشكل كبير على تيارات الهواء المحلية من خلال تأثير المكدس، حيث يصعد الهواء الساخن. تولد هذه الحرائق الواسعة تيارات صاعدة قوية، مما يسحب الهواء المحيط البارد إلى أعمدة حرارية. تعمل التدرجات الرأسية الكبيرة في درجة الحرارة والرطوبة على تعزيز تكوين السحب الركامية والرياح الشديدة ودوامات النار، والتي يمكن أن تحقق قوى إعصارية بسرعات تتجاوز 80 كيلومترًا في الساعة (50 ميلاً في الساعة). يشير التقاء معدلات الانتشار السريع، والتتويج أو البقع على نطاق واسع، وحدوث دوامات النار، وأعمدة الحمل الحراري القوية إلى ظروف حرائق الغابات الشديدة.

التغيرات اليومية في شدة حرائق الغابات

تتصاعد شدة حرائق الغابات عادةً خلال ساعات النهار. على سبيل المثال، يمكن أن تصل معدلات احتراق جذوع الأشجار المشتعلة إلى خمسة أضعاف خلال النهار، وهي ظاهرة تعزى إلى انخفاض الرطوبة وارتفاع درجات الحرارة وزيادة سرعة الرياح. يعمل الإشعاع الشمسي على تدفئة الأرض خلال النهار، مما يولد تيارات هوائية صاعدة. وعلى العكس من ذلك، فإن التبريد الليلي للأرض ينتج تيارات هوائية هابطة. يتم دفع حرائق الغابات بواسطة أنماط الرياح النهارية هذه، والتي تتبع في كثير من الأحيان التيارات الهوائية عبر المعالم الطبوغرافية مثل التلال والوديان. في أوروبا، تُلاحظ الحرائق عادةً بين الساعة 12:00 ظهرًا. والساعة 2:00 ظهرًا. في الولايات المتحدة، تتمحور جهود إخماد حرائق الغابات حول يوم حرائق على مدار 24 ساعة، يبدأ في الساعة 10:00 صباحًا، مما يعكس الزيادة المتوقعة في الكثافة الناجمة عن الظروف الحرارية أثناء النهار.

تأثيرات تغير المناخ

تصاعد مخاطر حرائق الغابات الناجمة عن تغير المناخ

يعزز تغير المناخ الظروف الجوية التي تساعد على اشتعال حرائق الغابات وانتشارها. وفي مناطق جغرافية محددة، ارتبط ارتفاع حوادث حرائق الغابات ارتباطًا مباشرًا بتغير المناخ الناتج عن النشاط البشري. تشير السجلات الجيولوجية التاريخية أيضًا إلى انتشار أكبر للحرائق خلال الفترات الأكثر دفئًا. يعزز تغير المناخ التبخر المحتمل، مما قد يؤدي إلى جفاف الغطاء النباتي والتربة عندما يتجاوز التبخر المحتمل هطول الأمطار والرطوبة المتاحة في النظام البيئي. يؤدي العجز في ضغط البخار إلى تفاقم مخاطر حرائق الغابات وتكثف في سياق ارتفاع درجة حرارة المناخ. الحرائق التي تنشأ في المناطق ذات الغطاء النباتي الجاف للغاية عرضة للانتشار السريع. تساهم درجات الحرارة المرتفعة أيضًا في موسم حرائق ممتد، يُعرف بأنه الفترة التي تكون فيها حرائق الغابات الشديدة أكثر احتمالاً، لا سيما في المناطق التي تعاني من انخفاض في كثافة الثلوج.

في حين أن الظروف الجوية السائدة تزيد من مخاطر حرائق الغابات، إلا أن المنطقة الإجمالية المتضررة من حرائق الغابات قد تضاءلت بشكل متناقض. يُعزى هذا الانخفاض في المقام الأول إلى تحويل النظم البيئية للسافانا إلى أراضٍ زراعية، مما يؤدي إلى انخفاض توافر النباتات القابلة للاحتراق.

يمكن للتقلبات المناخية، التي تشمل ظواهر مثل موجات الحرارة والجفاف وأحداث النينيو، إلى جانب أنماط الأرصاد الجوية الإقليمية مثل مرتفعات الضغط العالي، أن تزيد بشكل كبير من خطر حرائق الغابات وتعديل سلوكها بشكل كبير. يمكن لفترات هطول الأمطار الغزيرة أن تحفز نموًا قويًا للنباتات، والذي، عندما تخلفه ظروف أكثر دفئًا، قد يؤدي إلى حرائق أكثر اتساعًا ومواسم حرائق طويلة الأمد. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تجفيف أحمال الوقود، مما يجعلها أكثر قابلية للاحتراق، وبالتالي زيادة معدل موت الأشجار وتشكل تهديدات كبيرة للأنظمة البيئية للغابات العالمية. في غرب الولايات المتحدة، منذ منتصف الثمانينات من القرن الماضي، ارتبط ذوبان الثلوج في وقت سابق واتجاهات الاحترار المصاحب بامتداد كل من مدة وشدة موسم حرائق الغابات، وهو ما يمثل الفترة الأكثر عرضة للحرائق. تشير دراسة نُشرت في عام 2019 إلى أن زيادة خطر الحرائق الملحوظ في كاليفورنيا يمكن أن يُعزى جزئيًا إلى تغير المناخ الناتج عن النشاط البشري.

خلال صيف 1974-1975 في نصف الكرة الجنوبي، شهدت أستراليا أخطر حرائق الغابات المسجلة، حيث تعرضت 15% من مساحة اليابسة إلى "أضرار حرائق واسعة النطاق". شهدت هذه الفترة ما يقدر بنحو 117 مليون هكتار (290 مليون فدان؛ 1170000 كيلومتر مربع؛ 450000 ميل مربع) التهمتها الحرائق. منذ عام 1950، لاحظت أستراليا زيادة كبيرة في التكرار السنوي للأيام الحارة (تتجاوز 35 درجة مئوية أو 95 درجة فهرنهايت) والأيام شديدة الحرارة (أعلى من 40 درجة مئوية أو 104 درجة فهرنهايت) في العديد من المناطق. على الرغم من أن حرائق الغابات شائعة تاريخيًا في البلاد، إلا أن حجمها وشدتها تصاعد بشكل كبير في عام 2019. شهد هذا العام الإعلان الافتتاحي عن ظروف حرائق الغابات الكارثية في سيدني الكبرى. أعلنت ولايات، بما في ذلك نيو ساوث ويلز وكوينزلاند، حالة الطوارئ، في حين أثرت حرائق كبيرة أيضًا على جنوب أستراليا وغرب أستراليا.

في عام 2019، أدت درجات الحرارة القصوى والظروف القاحلة إلى اندلاع حرائق غابات واسعة النطاق في جميع أنحاء سيبيريا وألاسكا وجزر الكناري وأستراليا وغابات الأمازون المطيرة. وفي منطقة الأمازون، تُعزى هذه الحرائق في المقام الأول إلى أنشطة قطع الأشجار غير المشروعة. وانتشرت أعمدة الدخان الناتجة على مناطق جغرافية شاسعة، لتشمل المراكز الحضرية الكبرى، مما أدى إلى تدهور كبير في جودة الهواء.

بحلول أغسطس 2020، اشتد نشاط حرائق الغابات في ذلك العام بنسبة 13% مقارنة بعام 2019، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى عوامل مثل تغير المناخ وإزالة الغابات والحرق الزراعي. تواجه غابات الأمازون المطيرة تهديدًا وجوديًا من هذه الحرائق. وبعد ذلك، شهد عام 2021 حرائق غابات غير مسبوقة في تركيا واليونان وروسيا، والتي يُعتقد على نطاق واسع أنها مرتبطة بتغير المناخ.

ثاني أكسيد الكربون والانبعاثات الأخرى الناتجة عن حرائق الغابات

تساهم انبعاثات الكربون الناتجة عن حرائق الغابات في تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي. ولم تدمج النماذج المناخية الحالية بشكل كامل بعد الآثار المترتبة على آلية التغذية الراجعة هذه.

تطلق حرائق الغابات كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، وجزيئات الكربون الأسود والبني، وسلائف الأوزون، بما في ذلك المركبات العضوية المتطايرة وأكاسيد النيتروجين (NOx)، في الغلاف الجوي. وتؤثر هذه الانبعاثات على الإشعاع وتكوين السحب وديناميكيات المناخ على المستويين الإقليمي والعالمي. علاوة على ذلك، تطلق حرائق الغابات كميات كبيرة من الأنواع العضوية شبه المتطايرة، والتي يمكن أن تنتقل من الطور الغازي لتوليد الهباء الجوي العضوي الثانوي (SOA) في غضون ساعات إلى أيام بعد الانبعاث. يمكن أن يؤدي التكوين اللاحق لملوثات إضافية أثناء النقل الجوي إلى تعرضات ضارة للسكان الموجودين بعيدًا عن مواقع حرائق الغابات. في حين أن الانبعاثات المباشرة للمواد الخطرة تؤثر بشكل مباشر على المستجيبين الأوائل والسكان المحليين، فإن دخان حرائق الغابات قادر أيضًا على الانتقال لمسافات طويلة، وبالتالي يؤثر على جودة الهواء عبر النطاقات المحلية والإقليمية والعالمية.

إن العواقب الصحية لدخان حرائق الغابات، بما في ذلك تفاقم أمراض القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي، تتجاوز التعرض المباشر. وتتسبب هذه التأثيرات في ما يقرب من 16000 حالة وفاة سنويًا، ومن المتوقع أن يتصاعد الرقم إلى 30000 بحلول عام 2050. وفي الوقت نفسه، فإن التداعيات الاقتصادية كبيرة، حيث تصل التكاليف السنوية المتوقعة إلى 240 مليار دولار بحلول عام 2050، وبالتالي تتجاوز الأشكال الأخرى من الأضرار المرتبطة بالمناخ.

على مدار القرن الماضي، كانت حرائق الغابات مسؤولة عن 20-25% من انبعاثات الكربون العالمية، مع وتمثل الأنشطة البشرية النسبة المتبقية. بحلول أغسطس 2020، وصلت انبعاثات الكربون في جميع أنحاء العالم الناجمة عن حرائق الغابات إلى حجم يعادل متوسط ​​الانبعاثات السنوية للاتحاد الأوروبي. والجدير بالذكر أنه في عام 2020، تجاوز الكربون المنبعث من حرائق الغابات في كاليفورنيا وحدها بشكل كبير انبعاثات الكربون الأخرى في الولاية.

في عام 1997، قُدِّر أن حرائق الغابات في إندونيسيا أطلقت ما بين 0.81 و2.57 جيجا طن (0.89 و2.83 مليار طن قصير) من ثاني أكسيد الكربون2 في الغلاف الجوي. تمثل هذه الكمية 13-40% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية السنوية الناتجة عن احتراق الوقود الأحفوري.

خلال شهري يونيو ويوليو 2019، أطلقت حرائق القطب الشمالي أكثر من 140 ميجا طن من ثاني أكسيد الكربون، وفقًا لما ورد في تحليل CAMS. ويعادل هذا الحجم انبعاثات الكربون السنوية الصادرة عن 36 مليون سيارة. تتطلب الانبعاثات الكبيرة من ثاني أكسيد الكربون2 الناتجة عن حرائق الغابات الأخيرة دمجها في الاستراتيجيات التي تهدف إلى تحقيق أهداف خفض غازات الدفيئة التي حددتها اتفاقية باريس. علاوة على ذلك، تشير كيمياء الأكسدة المعقدة المرتبطة بانتقال دخان حرائق الغابات في الغلاف الجوي إلى زيادة سمية هذه الانبعاثات بمرور الوقت.

وتشير نماذج الغلاف الجوي إلى أن هذه التركيزات من جزيئات السخام يمكن أن تزيد من امتصاص الإشعاع الشمسي الوارد بنسبة تصل إلى 15% خلال أشهر الشتاء. ويقدر أن حوض الأمازون يحبس حوالي 90 مليار طن من الكربون. اعتبارًا من عام 2019، احتوى الغلاف الجوي للأرض على 415 جزءًا في المليون من الكربون؛ سيساهم التدمير الواسع النطاق للأمازون بـ 38 جزءًا إضافيًا في المليون.

أشارت بعض الدراسات إلى أن الدخان الناتج عن حرائق الغابات قد يكون له تأثير تبريد على الغلاف الجوي.

أفادت دراسة أجريت عام 2007 أن الكربون الأسود الموجود في الثلج أظهر تأثيرًا في تغير درجة الحرارة أكبر بثلاث مرات من تأثير ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. قد يعزى ما يصل إلى 94% من ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي إلى وجود الكربون الداكن على الثلوج، مما يؤدي إلى بدء عمليات الذوبان. ينشأ هذا الكربون الداكن من احتراق الوقود الأحفوري والخشب وأنواع الوقود الحيوي الأخرى وحرائق الغابات. يمكن أن يبدأ الذوبان حتى عند الحد الأدنى من تركيزات الكربون الداكن، وتحديدًا أقل من خمسة أجزاء في المليار.

المنع والتخفيف

يشمل منع حرائق الغابات منهجيات وقائية مصممة لتقليل حدوث الحرائق وشدتها وانتشارها. يتم تطبيق هذه التقنيات الوقائية لإدارة جودة الهواء، والحفاظ على التوازن البيئي، وحماية الموارد الطبيعية، والتأثير على خصائص أحداث الحرائق المستقبلية. تتطلب سياسات الوقاية دراسة شاملة لتورط الإنسان في حرائق الغابات، مع الأخذ في الاعتبار، على سبيل المثال، أن ما يقرب من 95% من حرائق الغابات في أوروبا مرتبطة بالأنشطة البشرية.

تتضمن المبادرات العالمية لمنع حرائق الغابات في كثير من الأحيان تقنيات مثل استخدام حرائق البراري (WFU) والحروق الموصوفة أو الخاضعة للرقابة. يشير استخدام حرائق البراري إلى الحرائق التي تحدث بشكل طبيعي والتي يتم مراقبتها ولكن يُسمح لها بمواصلة الاشتعال. على العكس من ذلك، الحروق الخاضعة للرقابة تتضمن الحرائق التي يتم إشعالها عمدًا من قبل الهيئات الحكومية في ظل ظروف مناخية أقل خطورة. وتشمل الأهداف الإضافية لهذه البرامج تعزيز صحة الغابات والمراعي والأراضي الرطبة، إلى جانب تعزيز تنوع النظام البيئي.

تطورت استراتيجيات الوقاية من حرائق الغابات واكتشافها ومكافحتها وإخمادها بشكل كبير بمرور الوقت. إحدى الطرق السائدة والفعالة من حيث التكلفة للتخفيف من مخاطر حرائق الغابات غير الخاضعة للسيطرة هي الحرق المتحكم فيه، والذي يتضمن الإشعال المتعمد لحرائق أصغر حجمًا وأقل كثافة لتقليل حجم المواد القابلة للاحتراق المتاحة لحرائق الغابات المحتملة. ويمكن حرق النباتات بشكل دوري للحد من تراكم المواد النباتية وغيرها من الحطام الذي يمكن أن يكون بمثابة الوقود، وفي الوقت نفسه تعزيز التنوع الكبير للأنواع. في حين يؤكد بعض المؤيدين أن الحروق الخاضعة للرقابة وسياسة السماح لبعض حرائق الغابات بالحرق تشكل النهج الأكثر اقتصادا وملاءمة بيئيا للعديد من الغابات، فإن هذه الحجج غالبا ما تتجاهل القيمة الاقتصادية للموارد التي تستهلكها الحرائق، وخاصة الأخشاب القابلة للتسويق. علاوة على ذلك، تشير بعض الأبحاث إلى أنه على الرغم من إمكانية إزالة الوقود أيضًا من خلال قطع الأشجار، إلا أن معالجات التخفيف هذه قد تكون غير فعالة في تقليل شدة الحرائق أثناء الظروف الجوية القاسية.

عادةً ما تفرض قوانين البناء في المناطق المعرضة للحريق تشييد الهياكل باستخدام مواد مقاومة للهب وإنشاء مساحة يمكن الدفاع عنها، ويتم تحقيق ذلك عن طريق إزالة المواد القابلة للاحتراق داخل محيط محدد حول الهيكل. في الفلبين، تحافظ المجتمعات أيضًا على خطوط النار، التي يتراوح عرضها من 5 إلى 10 أمتار (16 إلى 33 قدمًا)، بين مناطق الغابات وقراها، وتقوم بدوريات نشطة على هذه الحدود خلال الصيف أو مواسم الجفاف. وقد أثار التوسع المستمر في التطوير السكني في المناطق المعرضة للحرائق وإعادة بناء المباني المتضررة من الحرائق انتقادات كبيرة. كثيرًا ما يتم استبدال المزايا البيئية للحرائق بالضرورات الاقتصادية وضرورات السلامة المرتبطة بحماية البنية التحتية والأرواح البشرية.

برامج رعي الماعز

نظرًا لمساهمة تغير المناخ في زيادة تواتر وشدة حرائق الغابات، يتم التركيز بشكل أكبر على تخفيف احتمالات الحرائق من خلال التدابير الفعالة، بما في ذلك إدارة الوقود القابل للاحتراق مثل الغطاء الأرضي والأعشاب والشجيرات الصغيرة وفرشاة القيوط. على سبيل المثال، في شمال كاليفورنيا، تم نشر قطعان الماعز في العديد من المجتمعات لتقليل حجم وقود الحرائق الموجود على أطراف المناطق السكنية. وبحلول عام 2024، تشير التقارير إلى أنه تم استخدام ما يقدر بـ 60,000 إلى 80,000 رأس ماعز لهذا الغرض.

الاكتشاف

لقد تزايد الطلب المتزايد على معلومات استخباراتية دقيقة وفي الوقت المناسب عن الحرائق في السنوات الأخيرة، حيث أصبح الاكتشاف السريع والفعال أمرًا بالغ الأهمية في إخماد حرائق الغابات. أعطت استراتيجيات الكشف الأولية الأولوية للاستجابة السريعة، والنتائج الدقيقة عبر الفترات النهارية والليلية، والقدرة على تحديد أولويات مخاطر الحرائق. في أوائل القرن العشرين في الولايات المتحدة، سهلت أبراج مراقبة الحرائق الإبلاغ عبر الهواتف والحمام الزاجل وأجهزة الهليكوبتر. شهدت خمسينيات القرن العشرين استخدام التصوير الجوي والأرضي باستخدام الكاميرات الفورية، ونجح في ذلك تطوير المسح بالأشعة تحت الحمراء للكشف عن الحرائق في الستينيات. ومع ذلك، فإن القيود المفروضة على تكنولوجيا الاتصالات كثيرا ما تعوق تحليل المعلومات ونشرها. تم رسم التحليلات المبكرة المستمدة من بيانات الأقمار الصناعية يدويًا على الخرائط في المواقع النائية وإرسالها إلى مديري الإطفاء عبر البريد الليلي. حدث تقدم كبير خلال حرائق يلوستون عام 1988، عندما أتاحت محطة البيانات التي تم إنشاؤها في غرب يلوستون تسليم معلومات الحرائق المشتقة من القمر الصناعي في غضون أربع ساعات تقريبًا.

تشمل الأساليب التقليدية للكشف المبكر عن حرائق الغابات الخطوط الساخنة العامة، والمراقبة من أبراج مراقبة الحرائق، والدوريات البرية والجوية. ومع ذلك، فإن دقة المراقبة البشرية يمكن أن تتأثر بعوامل مثل إرهاق المشغل، والوقت من اليوم، والتغيرات الموسمية، والقيود الجغرافية. ونتيجة لذلك، اكتسبت الأنظمة الإلكترونية مكانة بارزة كحل محتمل للتخفيف من أخطاء المشغل البشري. غالبًا ما تستخدم هذه الأنظمة، التي يمكن أن تكون شبه آلية أو مؤتمتة بالكامل، تحليلات بيانات نظم المعلومات الجغرافية لتوجيه نشرها بناءً على مناطق الخطر ومستويات الوجود البشري. يمكن للنهج المتكامل، الذي يجمع بين أنظمة متعددة، دمج بيانات الأقمار الصناعية والصور الجوية وتحديد مواقع الأفراد عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في إطار موحد للاستخدام في الوقت الفعلي تقريبًا بواسطة مراكز قيادة الحوادث اللاسلكية.

شبكات الاستشعار المحلية

يتم استخدام شبكات الاستشعار المحلية لرصد المناطق الصغيرة شديدة الخطورة والتي تتميز بالنباتات الكثيفة أو النشاط البشري الكبير أو القرب من المناطق الحضرية الحرجة. قد تتضمن أنظمة الكشف هذه شبكات استشعار لاسلكية تعمل كمحطات طقس آلية، قادرة على تحديد درجة الحرارة والرطوبة والدخان. يمكن تشغيل هذه الأنظمة بواسطة البطاريات، أو الطاقة الشمسية، أو قابلة لإعادة الشحن بواسطة الأشجار، وذلك باستخدام التيارات الكهربائية البسيطة داخل المواد النباتية لتجديد أنظمة البطاريات الخاصة بها. بالنسبة للمناطق الأكبر والمتوسطة المخاطر، يتم استخدام أبراج المسح المجهزة بكاميرات وأجهزة استشعار ثابتة للكشف عن الدخان أو المؤشرات الأخرى، مثل توقيع الأشعة تحت الحمراء لثاني أكسيد الكربون الناتج عن الحرائق. يمكن أيضًا دمج الإمكانات المتقدمة، بما في ذلك الرؤية الليلية واكتشاف السطوع وتحليل تغير اللون، في صفائف المستشعرات هذه.

تعاقدت إدارة الموارد الطبيعية مع PanoAI لنشر كاميرات "الاكتشاف السريع" بزاوية 360 درجة عبر شمال غرب المحيط الهادئ. توفر هذه الكاميرات المثبتة على الأبراج الخلوية مراقبة مستمرة ضمن دائرة نصف قطرها 24 كيلومترًا (15 ميلًا). وفي الوقت نفسه، طرحت شركة Sensaio Tech، ومقرها في البرازيل وتورونتو، جهاز استشعار يراقب بشكل مستمر 14 متغيرًا مختلفًا للغابات، بدءًا من درجة حرارة التربة إلى الملوحة. يتم نقل هذه البيانات مباشرة إلى العملاء من خلال تصورات لوحة المعلومات، مع إصدار إشعارات الهاتف المحمول للمستويات الخطرة.

المراقبة الجوية والأقمار الصناعية

توفر المراقبة الجوية والأقمار الصناعية، باستخدام منصات مثل الطائرات أو المروحيات أو المركبات الجوية بدون طيار، قدرات مراقبة واسعة النطاق، وتثبت أنها كافية لمراقبة مناطق شاسعة منخفضة المخاطر. تدمج الأنظمة المتقدمة تقنية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع كاميرات الأشعة تحت الحمراء أو الكاميرات المرئية عالية الدقة المثبتة على الطائرات لتحديد حرائق الغابات وتحديد موقعها بدقة. أجهزة الاستشعار المعتمدة على الأقمار الصناعية، بما في ذلك مقياس الإشعاع المتقدم للمسح على طول المسار من إنفيسات ومقياس الإشعاع للمسح على طول المسار التابع للقمر الصناعي الأوروبي للاستشعار عن بعد، قادرة على قياس الأشعة تحت الحمراء الناتجة عن الحرائق، وبالتالي اكتشاف النقاط الساخنة التي تتجاوز 39 درجة مئوية (102 درجة فهرنهايت). يدمج نظام رسم خرائط المخاطر التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) بيانات الاستشعار عن بعد من منصات الأقمار الصناعية المختلفة، مثل القمر الصناعي البيئي التشغيلي الثابت بالنسبة للأرض (GOES)، ومقياس الطيف الإشعاعي للتصوير متوسط ​​الدقة (MODIS)، ومقياس الإشعاع المتقدم عالي الدقة (AVHRR)، لتحديد مواقع الحرائق وأعمدة الدخان. ومع ذلك، فإن الكشف عبر الأقمار الصناعية عرضة لأخطاء الإزاحة، التي تتراوح من 2 إلى 3 كيلومترات (1 إلى 2 ميل) لبيانات MODIS وAVHRR، وما يصل إلى 12 كيلومترًا (7.5 ميل) لبيانات GOES. علاوة على ذلك، يمكن أن تواجه الأقمار الصناعية المستقرة بالنسبة إلى الأرض أعطالًا تشغيلية، في حين أن الأقمار الصناعية ذات المدار القطبي كثيرًا ما تكون مقيدة بنوافذ المراقبة القصيرة الخاصة بها. يمكن أن يؤدي الغطاء السحابي ودقة الصورة المتأصلة أيضًا إلى تقليل فعالية صور القمر الصناعي. تقدم Global Forest Watch تحديثات يومية شاملة فيما يتعلق بإنذارات الحرائق.

في عام 2015، نفذت خدمة الغابات التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA) أداة جديدة للكشف عن الحرائق. يستفيد هذا النظام من البيانات الواردة من القمر الصناعي Suomi National Polar-Orbiting Partnership (NPP)، مما يتيح تحديد الحرائق الصغيرة بدقة أكبر من التقنيات الفضائية السابقة. تم دمج هذه البيانات عالية الدقة في نموذج حاسوبي للتنبؤ بسلوك الحرائق، وتحديدًا التنبؤ بالتغيرات في الاتجاه المتأثرة بالطقس السائد والظروف الأرضية.

تم إجراء حملة دولية في حديقة كروجر الوطنية بجنوب إفريقيا في عام 2014 للتحقق من صحة العديد من منتجات الكشف عن الحرائق، ولا سيما بما في ذلك بيانات الحرائق النشطة لمجموعة قياس إشعاع التصوير بالأشعة تحت الحمراء المرئية (VIIRS) الجديدة آنذاك. قبل هذه الحملة، قام معهد Meraka التابع لمجلس البحوث العلمية والصناعية في بريتوريا، جنوب أفريقيا، والذي كان من أوائل المستخدمين لمنتج مكافحة الحرائق VIIRS 375 مترًا، بنشره خلال العديد من حرائق الغابات الكبيرة داخل حديقة كروجر الوطنية.

منذ عام 2021، نشرت وكالة ناسا بيانات مواقع الحرائق النشطة في الوقت الفعلي تقريبًا من خلال نظام معلومات الحرائق لإدارة الموارد (FIRMS).

وقد أدى تصاعد حدوث حرائق الغابات إلى دفع مقترحات لتنفيذ التقنيات القائمة على الذكاء الاصطناعي لتعزيز قدرات الكشف المبكر والوقاية والتنبؤ.

القمع

تتوقف فعالية إخماد حرائق الغابات على الموارد التكنولوجية التي يمكن الوصول إليها داخل المنطقة المتضررة. في البلدان الأقل نموًا، قد تتضمن تقنيات القمع طرقًا بدائية مثل صب الرمل أو ضرب النيران جسديًا بالعصي أو سعف النخيل. وعلى العكس من ذلك، تستخدم الدول الأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية مجموعة متنوعة من استراتيجيات القمع، مما يعكس قدراتها المعززة. على سبيل المثال، يمكن نشر يوديد الفضة للحث على تساقط الثلوج، في حين يتم تسليم مثبطات الحريق والمياه إلى الحرائق النشطة عبر المركبات الجوية بدون طيار، والطائرات ذات الأجنحة الثابتة، والمروحيات. على الرغم من أن الإخماد الكامل للحرائق لم يعد توقعًا عالميًا، إلا أن معظم حرائق الغابات يتم إخمادها عادةً قبل أن تتصاعد إلى درجة خارجة عن السيطرة. على الرغم من احتواء أكثر من 99% من حوالي 10.000 حريق غابات جديدة سنويًا، فإن الحرائق التي تفلت من الاحتواء في ظل الظروف الجوية القاسية تشكل تحديات كبيرة في عملية القمع، وغالبًا ما تتطلب تحولًا في أنماط الأرصاد الجوية. سنويًا، تستهلك حرائق الغابات في كندا والولايات المتحدة مجتمعة ما متوسطه 54,500 كيلومتر مربع (13,000,000 فدان).

ومن الأهمية بمكان أن عمليات إخماد حرائق الغابات تحمل مخاطر متأصلة وجوهرية على حياة الإنسان. يمكن أن تؤدي الجبهة المتقدمة للحرائق الهائلة إلى تغيير مسارها بشكل غير متوقع واختراق فواصل الحريق الثابتة. يمكن أن يؤدي الجمع بين الحرارة الشديدة والدخان الكثيف إلى الارتباك وإضعاف الوعي الظرفي فيما يتعلق باتجاه الحريق، وبالتالي زيادة الخطر بشكل كبير. حدث مثال مأساوي خلال حريق مان جولتش عام 1949 في مونتانا، الولايات المتحدة، حيث لقي ثلاثة عشر قافزًا للدخان حتفهم بعد أن فقدوا الاتصال، وأصبحوا مشوشين، وابتلعتهم النيران. وبالمثل، أدت حرائق الغابات الفيكتورية الأسترالية في فبراير 2009 إلى مقتل ما لا يقل عن 173 شخصًا وتدمير أكثر من 2029 منزلًا و3500 مبنى آخر بسبب حرائق الغابات الزاحفة.

تكاليف إخماد حرائق الغابات

يشكل إخماد حرائق الغابات إنفاقًا كبيرًا ضمن الناتج المحلي الإجمالي للدولة، وبالتالي يؤثر بشكل مباشر على استقرارها الاقتصادي. على الرغم من أن النفقات السنوية تتقلب بشكل كبير بناءً على شدة كل موسم حرائق، فإن الوكالات على المستوى المحلي ومستوى الولايات والفدرالية والقبلية في الولايات المتحدة تخصص بشكل جماعي عشرات المليارات من الدولارات سنويًا لجهود إخماد حرائق الغابات. على سبيل المثال، تشير التقارير إلى أنه تم إنفاق ما يقرب من 6 مليارات دولار على إخماد حرائق الغابات في الولايات المتحدة بين عامي 2004 و2008. وعلى وجه التحديد، في كاليفورنيا، تخصص دائرة الغابات الأمريكية ما يقرب من 200 مليون دولار سنويًا لاحتواء 98% من حرائق الغابات، ومع ذلك قد تنفق ما يصل إلى مليار دولار لإخماد حرائق الغابات المتبقية البالغة 2% والتي تتصاعد إلى ما هو أبعد من قدرات الهجوم الأولية.

السلامة في مكافحة الحرائق في الأراضي البرية

يواجه رجال الإطفاء في Wildland العديد من المخاطر التي تهدد حياتهم، بما في ذلك الإجهاد الحراري والإرهاق واستنشاق الدخان والغبار والإصابات الجسدية المختلفة مثل الحروق والتمزقات والسحجات وعضات الحيوانات وانحلال الربيدات. من عام 2000 إلى عام 2016، تعرض أكثر من 350 من رجال الإطفاء في البراري لإصابات مميتة أثناء أداء الواجب.

تمثل حرائق الغابات خطرًا كبيرًا للإجهاد الحراري، خاصة في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، والذي يظهر على شكل إحساس بالحرارة المفرطة أو التعب أو الضعف أو الدوار أو الصداع أو الغثيان. يمكن أن تتصاعد هذه الحالة إلى الإجهاد الحراري، الذي يتميز بتغيرات فسيولوجية بما في ذلك ارتفاع معدل ضربات القلب وزيادة درجة حرارة الجسم الأساسية. مثل هذا التقدم يمكن أن يعجل من الأمراض المرتبطة بالحرارة، بما في ذلك الطفح الحراري، وتشنجات العضلات، والإرهاق الحراري، أو ضربة الشمس. هناك عوامل متعددة تؤدي إلى تفاقم المخاطر المرتبطة بالإجهاد الحراري، مثل المجهود البدني الشاق، والاستعدادات الفردية مثل العمر واللياقة البدنية، والجفاف، وعدم كفاية النوم، ومعدات الحماية الشخصية المرهقة. تعتبر الراحة الكافية، والترطيب بالماء البارد، وفترات الراحة الدورية من الاستراتيجيات الأساسية للتخفيف من الآثار الضارة للإجهاد الحراري.

علاوة على ذلك، يمثل الدخان والرماد والحطام المحمول جواً مخاطر كبيرة على الجهاز التنفسي لرجال الإطفاء في البراري. يشتمل دخان وغبار حرائق الغابات عادةً على غازات مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والفورمالدهيد، إلى جانب المواد الجسيمية مثل الرماد والسيليكا. للتخفيف من التعرض للدخان، تُنصح فرق مكافحة الحرائق، حيثما كان ذلك ممكنًا، بتنفيذ تناوب رجال الإطفاء في المناطق المتضررة بشدة من الدخان، والامتناع عن عمليات مكافحة الحرائق في اتجاه الريح، واستخدام المعدات الميكانيكية بدلاً من الأفراد في مناطق الاحتواء، وتقليل أنشطة التطهير. بالإضافة إلى ذلك، يوصى بوضع المعسكرات ومراكز القيادة بشكل استراتيجي في عكس اتجاه حرائق الغابات النشطة. يساهم نشر الملابس والمعدات الواقية المناسبة في تقليل التعرض للدخان والرماد.

كما أن رجال الإطفاء معرضون أيضًا للإصابة بأمراض القلب، مثل السكتات الدماغية واحتشاء عضلة القلب. لذلك يعد الحفاظ على مستوى عالٍ من اللياقة البدنية أمرًا بالغ الأهمية لرجال الإطفاء. يمكن لأنظمة اللياقة البدنية الشاملة، إلى جانب برامج الفحص والفحص الطبي التي تتضمن اختبارات الإجهاد، أن تقلل بشكل كبير من حدوث مشاكل القلب بين رجال الإطفاء. تشمل المخاطر المهنية الإضافية لرجال الإطفاء في البراري الانزلاقات والتعثرات والسقوط والحروق والسحجات والتمزقات الناجمة عن الأدوات والمعدات، والتأثيرات الناجمة عن سقوط الأشجار أو المركبات أو غيرها من الأشياء، والتهديدات النباتية مثل الأشواك واللبلاب السام، والأوفيديان وعضات الحيوانات الأخرى، وحوادث المركبات، والصعق بالكهرباء من خطوط الكهرباء أو البرق، وعدم الاستقرار الهيكلي في المباني.

مثبطات الحريق

يتم استخدام مثبطات الحريق لعرقلة تطور حرائق الغابات عن طريق تثبيط عمليات الاحتراق. تتكون هذه المواد عادة من محاليل مائية تحتوي على فوسفات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم، معززة بعوامل سماكة. يعتمد النشر الاستراتيجي للمثبطات على نطاق حرائق الغابات وموقعها الجغرافي وكثافتها. علاوة على ذلك، يمكن استخدام مثبطات الحريق بشكل استباقي كاستراتيجية وقائية للدفاع عن الحرائق في سيناريوهات محددة.

تشترك مثبطات الحريق القياسية في المكونات الكيميائية النشطة مع الأسمدة الزراعية. يمكن لهذه المثبطات أيضًا أن تؤثر على جودة المياه من خلال عمليات مثل الترشيح أو التخثث أو الاستخدام غير السليم. لم يتم حاليًا تحديد التأثير الدقيق لمثبطات الحريق على مصادر المياه الصالحة للشرب بشكل نهائي. تساهم عوامل التخفيف، مثل حجم المسطحات المائية ومستويات هطول الأمطار ومعدلات التدفق الهيدرولوجي، في تقليل تركيز وفعالية مثبطات الحرائق. يمكن أن يؤدي حطام حرائق الغابات، بما في ذلك الرماد والرواسب، إلى عرقلة الأنهار والخزانات، مما يزيد من خطر الفيضانات والتآكل، مما قد يؤدي لاحقًا إلى إضعاف أو تعطيل البنية التحتية لمعالجة المياه. لا تزال هناك مخاوف مستمرة بشأن الآثار البيئية لمثبطات الحرائق على البيئات الأرضية، والأنظمة المائية، وموائل الحياة البرية، ونوعية مستجمعات المياه بشكل عام، مما يستلزم المزيد من البحث. على العكس من ذلك، فإن الجانب المفيد هو أن مثبطات الحرائق، وخاصة مكوناتها من النيتروجين والفوسفور، أظهرت تأثيرًا تخصيبيًا على التربة التي تعاني من نقص المغذيات، مما أدى إلى زيادة عابرة في الغطاء النباتي.

النمذجة

التأثيرات على البيئة الطبيعية

في الغلاف الجوي

تشمل طبقة التروبوسفير، التي تمتد حوالي 10 كيلومترات (6 ميل) من سطح الأرض، غالبية الظواهر الجوية على الكوكب والتلوث الجوي. يمكن لحرائق الغابات الكبيرة أن تعزز بشكل كبير الرفع العمودي للعواصف الرعدية الشديدة أو السحب الركامية الركامية، مما يدفع الدخان والسخام (الكربون الأسود) والمواد الجسيمية الأخرى إلى طبقة الستراتوسفير السفلى. في حين أن الإجماع العلمي السابق أرجع معظم جزيئات الستراتوسفير إلى النشاط البركاني، فقد كشفت الملاحظات الأخيرة عن الدخان وانبعاثات حرائق الغابات الأخرى داخل طبقة الستراتوسفير السفلى. يمكن أن ترتفع السحب الركامية المرتبطة بحرائق الغابات إلى ارتفاعات تصل إلى 6100 متر (20000 قدم). أظهر رصد الأقمار الصناعية أن أعمدة دخان حرائق الغابات يمكن أن تظل متماسكة ويمكن تتبعها لمسافات تتجاوز 1600 كيلومتر (1000 ميل). توفر نماذج التشتت الجوي المتقدمة، مثل CALPUFF، إمكانات للتنبؤ بحجم ومسار أعمدة الدخان الناتجة عن حرائق الغابات.

تساهم حرائق الغابات في تلوث الغلاف الجوي المحلي وإطلاق الكربون، بشكل أساسي في صورة ثاني أكسيد الكربون. تشكل الجسيمات الدقيقة الموجودة في انبعاثات حرائق الغابات مخاطر صحية، بما في ذلك مضاعفات القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي. يمكن أن تؤدي التركيزات المرتفعة من المنتجات الثانوية للحرائق في طبقة التروبوسفير أيضًا إلى تجاوز مستويات الأوزون الحدود الآمنة.

التأثيرات البيئية

تنتشر حرائق الغابات في المناطق التي تتميز بالرطوبة الكافية للحفاظ على نمو الغطاء النباتي، وتتخللها فترات طويلة من الجفاف والحرارة. تشمل هذه البيئات المناظر الطبيعية النباتية في أستراليا وجنوب شرق آسيا، والحقول في جنوب أفريقيا، ومنطقة الفينبوس الحيوية في كيب الغربية بجنوب أفريقيا، ومناطق الغابات في جميع أنحاء الولايات المتحدة وكندا، وحوض البحر الأبيض المتوسط.

وقد طورت بعض النظم البيئية تكيفات مع الحرائق منخفضة الشدة، والتي عادة ما تزيل الشجيرات بينما تسمح للأشجار الناضجة بالبقاء على قيد الحياة. تاريخيًا، أدى التدخل البشري في إخماد الحرائق التي يشعلها البرق في مناطق مثل كندا والولايات المتحدة إلى تراكم الوقود، على النقيض من أنظمة الحرائق الأكثر شيوعًا التي لوحظت قبل القرن العشرين. أدى هذا التغيير إلى حرائق أقل ولكن أكثر كثافة، وقادرة على التسبب في وفيات بين الأشجار الناضجة.

تولد حرائق الغابات شديدة الخطورة موائل غابات سيرال مبكرة معقدة، والمعروفة أيضًا باسم "موائل الغابات المعقبة"، والتي تظهر في كثير من الأحيان قدرًا أكبر من ثراء الأنواع وتنوعها مقارنة بالغابات القديمة غير المحترقة. لقد تطورت العديد من الأنواع النباتية والحيوانية التي تعيش في غابات أمريكا الشمالية مع الحرائق، حيث اعتمدت العديد من الأنواع على حرائق الغابات، خاصة تلك الشديدة الخطورة، للتكاثر والنمو. تسهل النار عودة العناصر الغذائية من الكتلة الحيوية النباتية إلى التربة. تعتبر الطاقة الحرارية الناتجة عن الحرائق أمرًا بالغ الأهمية لإنبات أنواع معينة من البذور، كما أن العقبات (الأشجار الميتة) والغابات المتعاقبة المبكرة الناتجة عن الحرائق الشديدة تخلق ظروفًا مناسبة للحياة البرية. تدعم هذه الغابات المتعاقبة المبكرة، والتي تكونت نتيجة حرائق شديدة الخطورة، بعضًا من أعلى مستويات التنوع البيولوجي المحلي الموجود داخل النظم البيئية الصنوبرية المعتدلة. على العكس من ذلك، فإن قطع الأشجار بعد الحريق لا يقدم أي فوائد بيئية وغالبا ما يؤدي إلى العديد من الآثار السلبية، وهو شعور ينطبق في كثير من الأحيان على البذر بعد الحريق. يمكن أن يؤدي استبعاد حرائق الغابات أيضًا إلى التعجيل بتغييرات نظام الغطاء النباتي، مثل زحف النباتات الخشبية.

بينما تعتمد بعض النظم البيئية على الحرائق التي تحدث بشكل طبيعي لتنظيم النمو، فإن أنظمة أخرى، مثل الشبارال في جنوب كاليفورنيا والصحاري المنخفضة الارتفاع في جنوب غرب أمريكا، تعاني من تكرار الحرائق المفرط. وقد أدى هذا العدد المتزايد من الحرائق في المناطق التي تعتمد على الحرائق تاريخياً إلى تعطيل الدورات الطبيعية، وتدهور مجتمعات النباتات المحلية، وتشجيع انتشار الأعشاب الضارة غير المحلية. يمكن للأنواع الغازية، بما في ذلك Lygodium microphyllum وBromus tectorum، أن تستعمر المناطق المتضررة من الحرائق بسرعة. وبالتالي فإن قابليتها العالية للاشتعال تزيد من خطر نشوب الحرائق في المستقبل، وبالتالي إنشاء حلقة ردود فعل إيجابية تعمل على تكثيف وتيرة الحرائق وتغيير مجتمعات النباتات المحلية.

تؤدي الأنشطة البشرية والضغوط البيئية، بما في ذلك الجفاف وقطع الأشجار وتربية الماشية وزراعة القطع والحرق، إلى إضعاف قدرة الغابات المقاومة للحرائق في غابات الأمازون المطيرة على الصمود، مما يعزز انتشار النباتات القابلة للاشتعال وإدامة دورة من زيادة حدوث الحرائق. تعرض هذه الحرائق التنوع البيولوجي الغني في المنطقة للخطر وتساهم بشكل كبير في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. تشير التوقعات إلى أن التأثيرات المجمعة لحرائق الغابات المطيرة، والجفاف، والأنشطة البشرية يمكن أن تدمر أكثر من نصف غابات الأمازون المطيرة بحلول عام 2030. وتنتج حرائق الغابات الرماد، وتقلل من توافر المغذيات العضوية، وتكثف جريان المياه، مما يؤدي إلى تآكل المغذيات واحتمال حدوث فيضانات مفاجئة. على سبيل المثال، استهلك حريق غابات عام 2003 في شمال يوركشاير مورز 2.5 كيلومتر مربع (600 فدان) من الخلنج وطبقات الخث الأساسية. أدى التآكل اللاحق للرياح إلى إزالة الرماد والتربة المكشوفة، وكشف عن قطع أثرية يعود تاريخها إلى 10000 قبل الميلاد. علاوة على ذلك، تؤدي حرائق الغابات إلى تفاقم تغير المناخ من خلال زيادة انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي وإعاقة إعادة نمو النباتات، وبالتالي تقليل عزل الكربون الإجمالي بواسطة النباتات. يمكن لصور القمر الصناعي تحديد مدى خطورة الحروق من خلال حساب نسبة الحرق الطبيعية.

التأثيرات على الممرات المائية

يمكن أن يؤدي الحطام الناتج عن حرائق الغابات والجريان السطحي للمواد الكيميائية إلى تعريض سلامة مصادر مياه الشرب للخطر. في حين أن التحديد الدقيق لآثار حرائق الغابات على جودة المياه السطحية يمثل تحديات، تشير الدراسات إلى زيادة ما بعد الحريق في تركيز العديد من الملوثات. تظهر هذه التأثيرات أثناء الحرق النشط ويمكن أن تستمر لعدة سنوات بعد ذلك. يمكن ملاحظة مستويات مرتفعة من العناصر الغذائية وإجمالي الرواسب العالقة في غضون عام، في حين يمكن أن تصل تركيزات المعادن الثقيلة إلى ذروتها بعد مرور سنة أو سنتين من وقوع حريق هائل.

يمثل البنزين إحدى المواد الكيميائية العديدة التي تم اكتشافها في أنظمة مياه الشرب بعد حرائق الغابات. وتتطلب قدرتها على اختراق أنابيب بلاستيكية محددة فترات طويلة لإزالتها من البنية التحتية لتوزيع المياه. في أسوأ السيناريوهات، قدر الباحثون أن الأمر يتطلب أكثر من 286 يومًا من التنظيف المستمر لتقليل مستويات البنزين في خط خدمة HDPE الملوث إلى أقل من عتبات مياه الشرب الآمنة. يمكن لدرجات الحرارة المرتفعة الناتجة عن الحرائق، بما في ذلك حرائق الغابات، أن تحفز أنابيب المياه البلاستيكية على ترشيح مواد كيميائية سامة، مثل البنزين.

التأثيرات على النباتات والحيوانات

التأثيرات على البشر

يتم تعريف مخاطر حرائق الغابات على أنها احتمال اشتعال حرائق الغابات أو تعديها على منطقة معينة، إلى جانب الخسارة المحتملة للأصول والقيم البشرية. ويتوقف هذا الخطر على عوامل مختلفة، بما في ذلك الأنشطة البشرية، وظروف الأرصاد الجوية، وانتشار المواد القابلة للاحتراق، وكفاية موارد إخماد الحرائق. تاريخياً، شكلت حرائق الغابات تهديداً مستمراً للبشر. ومع ذلك، فإن التغيرات الجغرافية والمناخية التي يقودها الإنسان تعرض المجتمعات بشكل متزايد لحرائق الغابات، مما يؤدي إلى تصاعد مخاطر حرائق الغابات. يُفترض أن الزيادة الملحوظة في حدوث حرائق الغابات ناتجة عن قرن من جهود إخماد الحرائق جنبًا إلى جنب مع التوسع المتسارع للمستوطنات البشرية في مناطق الأراضي البرية المعرضة للحرائق. من المهم ملاحظة أن حرائق الغابات هي عمليات بيئية طبيعية تساهم في صحة النظام البيئي للغابات. يؤدي الاحتباس الحراري وتغير المناخ إلى ارتفاع درجات الحرارة وزيادة تواتر حالات الجفاف في جميع أنحاء الدول، مما يزيد من تفاقم مخاطر حرائق الغابات.

المخاطر المحمولة جوا

في حين أن تدمير الممتلكات يمثل التأثير السلبي الأكثر وضوحًا لحرائق الغابات، فإن المواد الكيميائية الخطرة المنبعثة لها أيضًا تأثيرات كبيرة على صحة الإنسان.

يتكون دخان حرائق الغابات في الغالب من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. تشمل المكونات الشائعة الإضافية، الموجودة بتركيزات أقل، أول أكسيد الكربون، والفورمالدهيد، والأكرولين، والهيدروكربونات العطرية المتعددة، والبنزين. علاوة على ذلك، يحتوي حطام الدخان والرماد على جزيئات دقيقة محمولة بالهواء، موجودة على شكل مادة صلبة أو قطرات سائلة. من حيث الكتلة، يقع 80-90% من دخان حرائق الغابات ضمن تصنيف الجسيمات الدقيقة، حيث يبلغ قطرها 2.5 ميكرومتر أو أقل.

يمثل ثاني أكسيد الكربون الموجود في دخان حرائق الغابات الحد الأدنى من المخاطر الصحية بسبب سميته المنخفضة المتأصلة. في المقابل، يعتبر أول أكسيد الكربون والجسيمات الدقيقة، خاصة تلك التي يبلغ قطرها 2.5 ميكرومتر أو أقل، من المخاطر الصحية الأولية. في أعقاب حرائق الغابات في كاليفورنيا عام 2007، تم اكتشاف تركيزات مرتفعة من المعادن الثقيلة، بما في ذلك الرصاص والزرنيخ والكادميوم والنحاس، في حطام الرماد، مما دفع إلى إطلاق مبادرة تنظيف وطنية للتخفيف من الآثار الصحية المحتملة الناجمة عن التعرض. خلال حريق مخيم كاليفورنيا الكارثي عام 2018، والذي أدى إلى مقتل 85 شخصًا، ارتفعت مستويات الرصاص بالقرب من شيكو بنحو 50 ضعفًا في الساعات التي تلت الحريق مباشرة. في الوقت نفسه، ارتفعت تركيزات الزنك بشكل ملحوظ في موديستو، الواقعة على بعد 240 كيلومترًا (150 ميلًا). كما تم التعرف على معادن ثقيلة أخرى، مثل المنغنيز والكالسيوم، في أعقاب العديد من حرائق الغابات في كاليفورنيا. في حين أن بعض المواد الكيميائية الأخرى تعتبر خطرة، فإن تركيزاتها عادةً ما تكون منخفضة جدًا بحيث لا تؤدي إلى آثار صحية ملحوظة.

يعتمد مستوى تعرض الفرد لدخان حرائق الغابات على مدى الحريق وكثافته ومدته وقربه الجغرافي. ويحدث التعرض المباشر من خلال استنشاق الملوثات المحمولة جواً عبر الجهاز التنفسي. ويؤثر التعرض غير المباشر على المجتمعات من خلال حطام حرائق الغابات الذي يمكن أن يلوث التربة وموارد المياه.

أنشأت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) مؤشر جودة الهواء (AQI) كأداة عامة. يحدد هذا المؤشر التركيزات القياسية الوطنية لجودة الهواء بالنسبة لملوثات الغلاف الجوي السائدة، مما يمكّن الجمهور من التأكد من تعرضهم المحتمل للمواد الخطرة المحمولة جواً، والتي غالبًا ما ترتبط بنطاقات الرؤية.

التأثيرات الصحية

يحتوي دخان حرائق الغابات على جسيمات قادرة على إحداث تأثيرات ضارة على الجهاز التنفسي البشري. يعد نشر الأدلة المتعلقة بهذه التأثيرات الصحية أمرًا بالغ الأهمية لتمكين الجمهور من التخفيف من التعرض. علاوة على ذلك، يمكن لمثل هذه الأدلة أن تساعد في تطوير السياسات التي تهدف إلى تعزيز نتائج الصحة العامة المحسنة.

يشكل استنشاق دخان حرائق الغابات خطرًا صحيًا كبيرًا. دخان حرائق الغابات عبارة عن خليط معقد من منتجات الاحتراق الثانوية، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وبخار الماء والجسيمات والمواد الكيميائية العضوية المختلفة وأكاسيد النيتروجين ومركبات أخرى. تتمثل المخاوف الصحية الأساسية المرتبطة بهذا التعرض في استنشاق الجسيمات وأول أكسيد الكربون.

تمثل الجسيمات (PM) شكلاً من أشكال تلوث الهواء يتكون من جزيئات الغبار الصلبة والقطرات السائلة. يتم تصنيف هذه الجسيمات إلى ثلاث فئات بناءً على قطرها: PM الخشن، PM الناعم، وPM متناهية الصغر. يتراوح حجم الجسيمات الخشنة من 2.5 إلى 10 ميكرومتر، ويتراوح حجم الجسيمات الدقيقة بين 0.1 و2.5 ميكرومتر، أما الجسيمات متناهية الصغر أصغر من 0.1 ميكرومتر. يختلف التأثير الفسيولوجي عند الاستنشاق بشكل كبير حسب حجم الجسيمات. عادةً ما يتم تصفية الجسيمات الدقيقة الخشنة عن طريق الجهاز التنفسي العلوي، حيث يمكن أن تتراكم وتسبب التهابًا رئويًا. قد يظهر هذا التراكم على شكل تهيج في العينين والجيوب الأنفية والتهاب في الحلق وسعال. تشتمل الجسيمات الدقيقة الخشنة في كثير من الأحيان على مواد أثقل وأكثر سمية، مما يؤدي إلى تأثيرات حادة ذات تأثير واضح.

تتغلغل الجسيمات الصغيرة بشكل أعمق في الجهاز التنفسي، مما يؤدي إلى مضاعفات داخل الرئتين ومجرى الدم. في الأفراد المصابين بالربو، يؤدي PM2.5 إلى حدوث التهاب ويزيد من الإجهاد التأكسدي داخل الخلايا الظهارية. تؤدي هذه الجسيمات أيضًا إلى موت الخلايا المبرمج والبلعمة الذاتية في الخلايا الظهارية للرئة، وهي عمليات تلحق الضرر بالخلايا وتضعف الوظيفة الخلوية. يعد هذا الضرر الخلوي ضارًا بشكل خاص للأفراد الذين يعانون من أمراض الجهاز التنفسي الموجودة مسبقًا، مثل الربو، حيث تكون أنسجة الرئة ووظيفتها معرضة بالفعل للخطر. تسمى الجسيمات الأصغر من 0.1 ميكرومتر بالجسيمات متناهية الصغر (UFP) وتشكل مكونًا مهمًا في دخان حرائق الغابات. في حين أن UFP يمكن أن يدخل مجرى الدم بشكل مشابه لـ PM2.5–0.1، تشير الأبحاث إلى امتصاص جهازي أسرع بكثير. علاوة على ذلك، فقد ثبت أن الالتهاب والضرر الظهاري الناجم عن UFP أكثر خطورة. يعتبر PM2.5 مصدر القلق الأكثر أهمية فيما يتعلق بالتعرض لدخان حرائق الغابات. ويشكل خطرًا خاصًا على الرضع وكبار السن والأفراد الذين يعانون من أمراض مزمنة، بما في ذلك الربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) والتليف الكيسي وأمراض القلب والأوعية الدموية المختلفة. تشمل الأمراض المرتبطة في أغلب الأحيان بالتعرض للجسيمات الدقيقة الناتجة عن دخان حرائق الغابات التهاب الشعب الهوائية وتفاقم الربو أو مرض الانسداد الرئوي المزمن والالتهاب الرئوي. تشمل أعراض الجهاز التنفسي المرتبطة بها الصفير وضيق التنفس، بينما قد تظهر أعراض القلب والأوعية الدموية على شكل ألم في الصدر وسرعة ضربات القلب والتعب.

تفاقم الربو

أثبتت التحقيقات الوبائية المتعددة وجود علاقة كبيرة بين تلوث الغلاف الجوي وأمراض الجهاز التنفسي التحسسية، بما في ذلك الربو القصبي.

أشارت دراسة رصدية فحصت التعرض للدخان خلال حرائق الغابات في سان دييغو عام 2007 إلى ارتفاع في استخدام خدمات الرعاية الصحية وتشخيص الجهاز التنفسي، وخاصة الربو، بين السكان الذين شملتهم الدراسة. تتوقع التوقعات المناخية المستقبلية المتعلقة بتكرار حرائق الغابات زيادات كبيرة في أمراض الجهاز التنفسي بين مجموعات الأطفال. تبدأ الجسيمات (PM) سلسلة من الاستجابات البيولوجية، مثل التفاعلات المناعية الالتهابية والإجهاد التأكسدي، والتي ترتبط بالتغيرات الضارة في أمراض الجهاز التنفسي التحسسية.

بينما أفادت بعض التحقيقات عن عدم وجود تغيرات حادة كبيرة في وظائف الرئة بين الأفراد المصابين بالربو الذين تعرضوا للجسيمات المشتقة من حرائق الغابات، فإن التفسير المعقول لهذه الملاحظات غير المتوقعة يتضمن الاعتماد المتزايد على الأدوية سريعة المفعول، مثل أجهزة الاستنشاق الموسعة للقصبات. بواسطة مرضى الربو الذين تم تشخيصهم استجابة لتركيزات الدخان المرتفعة.

تشير الأدلة المتسقة إلى وجود صلة قوية بين التعرض لدخان حرائق الغابات وتفاقم أعراض الربو.

يمثل الربو أحد أكثر الحالات المزمنة انتشارًا التي تؤثر على الأطفال في الولايات المتحدة، حيث يؤثر على حوالي 6.2 مليون فرد. تؤكد التحقيقات في مخاطر الربو بشكل خاص على المخاطر المرتبطة بتلوث الهواء أثناء الحمل. تتضمن هذه الظاهرة عدة آليات فيزيولوجية مرضية. يظهر تطور ملحوظ في مجرى الهواء خلال الثلثين الثاني والثالث، ويستمر حتى عمر ثلاث سنوات تقريبًا. ومن المفترض أن التعرض للسموم البيئية خلال هذه النافذة الحرجة قد يؤدي إلى عواقب وخيمة، نظرا لاحتمال زيادة نفاذية الظهارة في الرئتين النامية. علاوة على ذلك، فإن التعرض لملوثات الغلاف الجوي أثناء مراحل الأبوة وما قبل الولادة قد يؤدي إلى تعديلات جينية تساهم في تطور الربو. حددت الأبحاث وجود علاقة هامة بين PM2.5 وNO2 وبداية الربو لدى الأطفال، على الرغم من التباين المنهجي عبر الدراسات. بالإضافة إلى ذلك، يتم ملاحظة تعرض الأمهات للضغوطات المزمنة في كثير من الأحيان في المجتمعات المحرومة؛ قد يؤدي ارتباطه بالربو لدى الأطفال إلى توضيح الروابط بين التعرض لتلوث الهواء في مرحلة الطفولة المبكرة، والحرمان الاجتماعي والاقتصادي، ومخاطر الربو لدى الأطفال.

مخاطر أول أكسيد الكربون

أول أكسيد الكربون (CO) هو غاز عديم اللون والرائحة يصل إلى تركيزاته القصوى على مقربة من الحرائق المشتعلة، مما يشكل خطرًا صحيًا كبيرًا على العاملين في إخماد حرائق الغابات. عند استنشاقه، يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الدخان إلى مجرى الدم عبر الرئتين، مما يقلل من نقل الأكسجين إلى أعضاء الجسم الأساسية. يمكن أن تؤدي التركيزات المرتفعة إلى ظهور أعراض مثل الصداع، والضعف، والدوخة، والارتباك المعرفي، والغثيان، والارتباك، والاضطرابات البصرية، والغيبوبة، وحتى الوفاة. حتى عند التركيزات المنخفضة، وهي سمة من سمات بيئات حرائق الغابات، قد يعاني الأفراد الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية الموجودة مسبقًا من الذبحة الصدرية وعدم انتظام ضربات القلب. توصل تحقيق حديث لتحليل الوفيات بين رجال إطفاء حرائق الغابات بين عامي 1990 و2006 إلى أن 21.9% من هذه الوفيات ناجمة عن احتشاء عضلة القلب.

هناك عواقب صحية إضافية لحرائق الغابات، وإن كانت أقل وضوحًا، تتضمن أمراضًا واضطرابات نفسية. أشارت الدراسات إلى أن كلاً من البالغين والأطفال عبر مناطق جغرافية متنوعة، والذين تأثروا بحرائق الغابات بشكل مباشر أو غير مباشر، أظهروا العديد من حالات الصحة العقلية المرتبطة بتجاربهم في حرائق الغابات. تشمل هذه الحالات اضطراب ما بعد الصدمة (PTSD)، ونوبات الاكتئاب، واضطرابات القلق، وأنواع معينة من الرهاب.

الاعتبارات الوبائية

شهد غرب الولايات المتحدة تصاعدًا ملحوظًا في حدوث حرائق الغابات وشدتها خلال العقود الأخيرة. ويُعزى هذا الاتجاه إلى حد كبير إلى الظروف المناخية القاحلة في المنطقة والتأثيرات الأوسع لظاهرة الاحتباس الحراري. بين عامي 2004 و2009، تعرض ما يقدر بنحو 46 مليون فرد في غرب الولايات المتحدة لدخان حرائق الغابات. أظهرت الأبحاث باستمرار أن دخان حرائق الغابات يساهم في زيادة تركيزات الجسيمات المحمولة جواً.

لقد حددت وكالة حماية البيئة (EPA) التركيزات المسموح بها للمواد الجسيمية (PM) في الغلاف الجوي من خلال المعايير الوطنية لجودة الهواء المحيط، وبالتالي تفرض مراقبة جودة الهواء المحيط. وبالتالي، فإن مبادرات الرصد هذه، إلى جانب حدوث العديد من حرائق الغابات الواسعة النطاق بالقرب من المناطق المأهولة بالسكان، قد سهلت التحقيقات الوبائية. تكشف هذه الدراسات باستمرار عن وجود علاقة بين النتائج الضارة على صحة الإنسان وزيادة مستويات الجسيمات الدقيقة التي تعزى إلى دخان حرائق الغابات.

تم ربط حريق هايمان في كولورادو، الذي وقع في يونيو 2002، بارتفاع معدل الإصابة بأعراض الجهاز التنفسي بين المرضى الذين يعانون من مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) بسبب زيادة انبعاثات دخان الجسيمات (PM). كشفت الأبحاث اللاحقة عن حرائق الغابات في جنوب كاليفورنيا عام 2003 عن ارتفاع في حالات دخول المستشفى بسبب أعراض الربو، خاصة بين الأفراد الذين تعرضوا لذروة تركيزات الجسيمات الدقيقة في الدخان. علاوة على ذلك، حدد التحقيق الوبائي نسبة 7.2% (فاصل الثقة 95%: 0.25%، 15%) ارتفاع خطر دخول المستشفى المرتبط بالجهاز التنفسي خلال فترات موجة الدخان التي تتميز بارتفاع الجسيمات الخاصة بحرائق الغابات إلى 2.5، على النقيض من أيام موجة الدخان المماثلة.

أظهر المشاركون في دراسة صحة الأطفال زيادة في حدوث أعراض العين والجهاز التنفسي، وزيادة استخدام الأدوية، وزيارات الطبيب بشكل متكرر. علاوة على ذلك، فإن الأمهات اللاتي تعرضن لحرائق الغابات أثناء الحمل أنجبن أطفالًا بمتوسط ​​وزن عند الولادة أقل بشكل هامشي مقارنة بنظرائهم غير المعرضين. ويشير هذا إلى أن النساء الحوامل قد يواجهن قابلية مرتفعة للنتائج الصحية الضارة الناجمة عن حرائق الغابات. على الصعيد العالمي، يُعزى ما يقدر بنحو 339000 حالة وفاة سنويًا إلى تأثيرات دخان حرائق الغابات.

وبخلاف حجم الجسيمات (PM)، فإن تركيبها الكيميائي يستحق الاهتمام. أشارت الأبحاث السابقة إلى أن التركيب الكيميائي لـ PM2.5 الناتج عن دخان حرائق الغابات يمكن أن يؤدي إلى تقديرات مختلفة لنتائج صحة الإنسان عند مقارنته بالدخان الناتج عن مصادر أخرى، مثل الوقود الصلب.

مخاطر ما بعد الحريق

تستمر المخاطر الكبيرة في أعقاب حرائق الغابات. ويواجه السكان العائدون مخاطر محتملة من تساقط الأشجار المتأثرة بالحرائق. كل من البشر والحيوانات الأليفة معرضون للإصابة نتيجة السقوط عن غير قصد في حفر الرماد. بالإضافة إلى ذلك، تشير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) إلى أن حرائق الغابات تلحق أضرارًا جسيمة بالبنية التحتية الكهربائية، وخاصة في البيئات القاحلة.

تُعد مشكلة مياه الشرب الملوثة كيميائيًا، والتي تصل إلى مستويات مماثلة للنفايات الخطرة، مصدر قلق متزايد. على وجه التحديد، تم تحديد التلوث الكيميائي لأنظمة المياه المدفونة على نطاق النفايات الخطرة في البداية في الولايات المتحدة في عام 2017، ثم تم الإبلاغ عنه بشكل متزايد في هاواي وكولورادو وأوريجون في أعقاب حرائق الغابات. في عام 2021، قامت السلطات الكندية في كولومبيا البريطانية بتعديل بروتوكولات التحقيق في السلامة العامة بعد الحريق لفحص هذا الخطر تحديدًا، على الرغم من عدم تأكيد أي حالات حتى عام 2023. وينشأ تحدي إضافي من احتمال أن تصبح آبار الشرب الخاصة وأنابيب المياه الداخلية للمباني ملوثة كيميائيًا وغير آمنة. وتواجه الأسر عواقب اقتصادية وصحية متنوعة وكبيرة ناجمة عن هذه المياه الملوثة. وفي عام 2020، تم لأول مرة وضع مبادئ توجيهية قائمة على الأدلة لفحص واختبار الآبار وبناء شبكات المياه المتضررة من حرائق الغابات. على سبيل المثال، أدى حريق كامب فاير في بارادايس بولاية كاليفورنيا عام 2018 إلى أضرار تجاوزت 150 مليون دولار. استلزم علاج نظام مياه الشرب البلدي من أضرار حرائق الغابات ما يقرب من عام من جهود إزالة التلوث والإصلاح.

بعد حريق كامب فاير عام 2018 في كاليفورنيا، تضمنت الفرضيات الأولية المتعلقة بمصدر التلوث المواد البلاستيكية المتحللة حراريًا داخل أنظمة المياه، ودخول الدخان والأبخرة إلى السباكة منخفضة الضغط، والسحب العكسي لمياه البناء الملوثة إلى النظام البلدي. بحلول عام 2020، تم إثبات التحلل الحراري للمواد البلاستيكية في مياه الشرب بشكل تجريبي باعتباره مسارًا محتملاً للتلوث. بعد ذلك، في عام 2023، تم تأكيد الفرضية الثانية، التي تنطوي على سحب التلوث إلى الأنابيب التي تعرضت لفقدان ضغط الماء.

قد تتزايد المخاطر الإضافية بعد الحريق عند حدوث أحداث مناخية متطرفة لاحقة. على سبيل المثال، تقلل حرائق الغابات من قدرة التربة على امتصاص هطول الأمطار، مما يزيد من احتمال حدوث فيضانات شديدة وما يرتبط بها من أضرار، مثل الانهيارات الطينية، أثناء هطول الأمطار الغزيرة.

المجموعات السكانية الضعيفة

أفراد مكافحة الحرائق

يواجه رجال الإطفاء أعلى درجات التعرض للآثار الصحية الحادة والمزمنة التي تعزى إلى التعرض لدخان حرائق الغابات. من بين الحالات الصحية الأكثر انتشارًا والتي تنشأ نتيجة لاستنشاق الدخان المستمر هي أمراض القلب والأوعية الدموية وأمراض الجهاز التنفسي. على سبيل المثال، قد يعاني رجال الإطفاء في البراري من نقص الأكسجة بسبب الحرمان من الأكسجين. نظرًا لمسؤولياتهم المهنية، يواجه رجال الإطفاء بشكل روتيني مواد كيميائية خطرة من مسافة قريبة لفترات طويلة. تشير الأبحاث التي تبحث في التعرض لدخان حرائق الغابات بين رجال الإطفاء في البراري إلى أن هؤلاء الأفراد يتعرضون لتركيزات كبيرة من أول أكسيد الكربون ومهيجات الجهاز التنفسي تتجاوز حدود التعرض المسموح بها (PELs) الخاصة بإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) وقيم حد عتبة ACGIH (TLVs). ونتيجة لذلك، يعاني 5-10% من هؤلاء الأفراد من التعرض المفرط.

بين عامي 2001 و2012، تم تسجيل أكثر من 200 حالة وفاة بين رجال إطفاء البراري. إلى جانب المخاطر الحرارية والكيميائية، يواجه رجال الإطفاء مخاطر إضافية، بما في ذلك الصعق بالكهرباء من خطوط الكهرباء؛ الإصابات المتعلقة بالمعدات؛ الزلات والتعثرات والسقوط. إصابات انقلاب السيارة؛ الأمراض الناجمة عن الحرارة. لدغات ولسعات الحشرات. الضغط النفسي وانحلال الربيدات. عندما تمتد حرائق الغابات إلى المناطق الحضرية، فإنها تولد أبخرة سامة وجزيئات مسرطنة إضافية من احتراق المعادن والبلاستيك والإلكترونيات والدهانات ومختلف المواد السائدة الأخرى.

المقيمون

عادةً ما يواجه الأفراد المقيمون في المجتمعات المجاورة لحرائق الغابات انخفاضًا في تركيزات المواد الكيميائية؛ ومع ذلك، فإنهم يواجهون خطرًا كبيرًا للتعرض غير المباشر عن طريق المياه أو التربة الملوثة. يعتمد مدى تعرض السكان بشكل كبير على الحساسية الفردية. يُظهر السكان الضعفاء، بما في ذلك الأطفال الصغار (0-4 سنوات)، وكبار السن (65 عامًا فما فوق)، والمدخنين، والنساء الحوامل، قابلية عالية للإصابة بسبب نقاط الضعف الفسيولوجية الموجودة مسبقًا لديهم، حتى عند تعرضهم لتركيزات كيميائية منخفضة لفترات قصيرة نسبيًا. علاوة على ذلك، فإن هؤلاء السكان معرضون أيضًا لأحداث حرائق الغابات المستقبلية وقد يتم نقلهم إلى مناطق يُنظر إليها على أنها أقل خطورة.

تؤثر حرائق الغابات على أعداد كبيرة من السكان في غرب كندا والولايات المتحدة. في كاليفورنيا على وجه التحديد، يقيم أكثر من 350.000 فرد في بلديات تم تصنيفها على أنها "مناطق شديدة الخطورة لخطر الحرائق".

يمكن التخفيف من المخاطر المباشرة لشاغلي المباني في المناطق المعرضة للحرائق من خلال قرارات معمارية ومناظر طبيعية محددة، بما في ذلك اختيار نباتات مقاومة للحريق، وصيانة المناظر الطبيعية الدقيقة لمنع تراكم الحطام وإنشاء حواجز الحريق، ودمج مواد التسقيف المقاومة للحريق. يمكن إدارة التحديات المركبة المرتبطة بتدهور جودة الهواء ودرجات الحرارة المرتفعة خلال الفترات الأكثر دفئًا من خلال تطبيق MERV 11 أو ترشيح الهواء الخارجي الفائق داخل أنظمة تهوية المبنى، وآليات التبريد الميكانيكية، وإذا لزم الأمر، إنشاء منطقة ملجأ مخصصة مجهزة بقدرات تكميلية لتنقية الهواء والتبريد.

التاريخ

تتمثل أولى المؤشرات على حرائق الغابات في بقايا متحجرة من الفطريات الضخمة البروتوتاكسيت، المحفوظة كفحم، والتي تم اكتشافها في جنوب ويلز وبولندا ويعود تاريخها إلى العصر السيلوري (منذ 430 مليون سنة تقريبًا). بدأت الحرائق السطحية المشتعلة في الظهور قبل العصر الديفوني المبكر، منذ حوالي 405 مليون سنة. تزامن انخفاض مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي خلال العصر الديفوني الأوسط والمتأخر مع انخفاض انتشار الفحم. تشير أدلة الفحم الإضافية إلى استمرار الحرائق طوال العصر الكربوني. لاحقًا، ارتبطت الزيادة العامة في الأكسجين الجوي، من 13% في أواخر العصر الديفوني إلى 30-31% في أواخر العصر البرمي، بالتوزيع الجغرافي الأوسع لحرائق الغابات. على العكس من ذلك، يُعزى الانخفاض اللاحق في رواسب الفحم المرتبطة بحرائق الغابات من أواخر العصر البرمي إلى العصر الترياسي إلى انخفاض تركيزات الأكسجين.

أظهرت حوادث حرائق الغابات خلال عصور حقب الحياة القديمة والدهر الوسيط أنماطًا مشابهة لأنظمة الحرائق المعاصرة. يمكن تمييز الحرائق السطحية، التي تتفاقم بسبب مواسم الجفاف، في غابات عذراء البذور الديفونية والكربونية. تُظهر الغابات التي يهيمن عليها Lepidodendron من العصر الكربوني قممًا متفحمة، مما يشير إلى حدوث حرائق التاج. في غابات عاريات البذور الجوراسية، تشير الأدلة إلى حدوث حرائق سطحية متكررة ومنخفضة الشدة. من المحتمل أن يُعزى تصاعد نشاط الحرائق خلال أواخر العصر الثالث إلى انتشار الأعشاب من النوع C4. نظرًا لأن هذه الأعشاب استعمرت بيئات أكثر اعتدالًا، فإن قابليتها العالية للاشتعال المتأصلة زادت من وتيرة الحرائق، مما أدى إلى تفضيل توسيع الأراضي العشبية على حساب الغابات. وعلى العكس من ذلك، ربما تكون الموائل المعرضة للحرائق قد عززت انتشار أجناس الأشجار مثل الأوكالبتوس، والصنوبر، والسكويا، والتي تمتلك لحاء سميكًا لمقاومة الحرائق وتستخدم التعرق كاستراتيجية تكاثرية.

المشاركة البشرية

خلال العصر الحجري القديم والعصر الحجري الوسيط، أدى استخدام الإنسان للنار في الزراعة والصيد إلى تغيير كبير في المناظر الطبيعية الحالية وأنماط الحرائق الطبيعية. أدت هذه الممارسة إلى تحويل الغابات تدريجيًا إلى مناطق تهيمن عليها نباتات أصغر، مما أدى إلى تحسين السفر وكفاءة الصيد وفرص جمع البذور وزراعتها. تحتوي السجلات التاريخية، بما في ذلك النصوص الكتابية وأعمال المؤلفين الكلاسيكيين مثل هوميروس، على إشارات محدودة إلى حرائق الغابات. على الرغم من هذا الوعي، أبدى العلماء العبرانيون واليونانيون والرومان القدماء عمومًا القليل من الاهتمام بالمناطق غير المزروعة المعرضة لحرائق الغابات. على مر التاريخ، تم استخدام حرائق الغابات بشكل استراتيجي في الحرب كأشكال مبكرة من الأسلحة الحرارية. بدءًا من العصور الوسطى، ظهرت وثائق توضح بالتفصيل ممارسات الحرق المهني، إلى جانب الأطر الجمركية والقانونية التي تنظم استخدام النار. تم تسجيل حالات محددة من الحرائق المنتظمة في ألمانيا، لا سيما في أودنفالد عام 1290 والغابة السوداء عام 1344. خلال القرن الرابع عشر، نفذت سردينيا مصدات النيران كإجراء للحماية من حرائق الغابات. في إسبانيا في القرن السادس عشر، لم يشجع الملك فيليب الثاني تربية الأغنام في مقاطعات معينة، مشيرًا إلى الآثار الضارة للحرائق المرتبطة بالترحيل. تشير الملاحظات من القرن السابع عشر إلى أن الأمريكيين الأصليين استخدموا النار لأغراض متنوعة، مثل الزراعة، والإشارات، والتكتيكات العسكرية. قام عالم النبات الاسكتلندي ديفيد دوغلاس بتوثيق استخدام السكان الأصليين للنار في زراعة التبغ، وتركيز الغزلان للصيد، وتعزيز ظروف البحث عن العسل والجنادب. يشير تحليل الفحم في الرواسب الرسوبية قبالة ساحل المحيط الهادئ في أمريكا الوسطى إلى ارتفاع معدل حرق الفحم في العقود الخمسة التي سبقت الاستعمار الإسباني مقارنة بالفترة التي تلت ذلك. أدت التحولات الاجتماعية والاقتصادية بعد الحرب العالمية الثانية في منطقة البلطيق إلى لوائح أكثر صرامة بشأن جودة الهواء وحظر الحرائق، وبالتالي التوقف عن طرق الحرق التقليدية. قام المستكشفون في منتصف القرن التاسع عشر على متن سفينة HMS Beagle بتوثيق استخدام السكان الأصليين الأستراليين للنار في تطهير الأراضي، والصيد، وتعزيز تجديد الغذاء النباتي، وهي تقنية أُطلق عليها فيما بعد الزراعة باستخدام عصا النار. تمت ممارسة هذا الاستخدام الدقيق للنار لعدة قرون داخل الأراضي التي تم تحديدها الآن باسم منتزه كاكادو الوطني، مما يساهم في تعزيز التنوع البيولوجي.

تظهر حرائق الغابات عادة خلال فترات تتميز بارتفاع درجات الحرارة وظروف الجفاف. ارتبط الارتفاع الملحوظ في تدفق الحطام الناجم عن الحرائق داخل المراوح الغرينية في شمال شرق متنزه يلوستون الوطني بالفترة ما بين 1050 و1200 بعد الميلاد، والتي تتوافق مع فترة القرون الوسطى الدافئة. ومع ذلك، ساهمت العوامل البشرية في تصاعد وتيرة الحرائق. تشير تحليلات ندبات الحرائق وطبقة الفحم من فنلندا إلى أنه على الرغم من الحرائق العديدة التي تحدث أثناء فترات الجفاف الشديد، فإن الزيادة في حوادث الحرائق بين 850 قبل الميلاد و1660 بعد الميلاد تعزى إلى النشاط البشري. في الأمريكتين، تشير أدلة الفحم إلى انخفاض عام في حوادث حرائق الغابات بين عامي 1 و1750 بعد الميلاد، مقارنة بالفترات السابقة. على العكس من ذلك، تشير بيانات الفحم من أمريكا الشمالية وآسيا إلى ارتفاع وتيرة الحرائق بين عامي 1750 و1870، المرتبطة بالتوسع السكاني البشري وممارسات مثل تطهير الأراضي. شهد القرن العشرين بعد ذلك انخفاضًا عامًا في معدلات الحرق، المرتبط بالتوسع الزراعي، وتكثيف رعي الماشية، والمبادرات المنسقة للوقاية من الحرائق. كشف التحليل التلوي أن المساحة السنوية المحروقة في كاليفورنيا قبل عام 1800 كانت أكبر 17 مرة مما كانت عليه في العقود الأخيرة (1,800,000 هكتار/سنة مقابل 102,000 هكتار/سنة).

أفادت دراسة نشرت في مجلة العلوم عن انخفاض بنسبة 24.3% في حدوث الحرائق الطبيعية والبشرية بين عامي 1998 و2015. الباحثون ويعزو هذا الانخفاض إلى التحول المجتمعي من أنماط الحياة البدوية إلى أنماط الحياة المستقرة وتكثيف الزراعة، مما أدى بشكل جماعي إلى تقليل الاعتماد على النار لتطهير الأراضي.

يمكن أن يؤدي تكاثر أنواع معينة من الأشجار، مثل الصنوبريات، على حساب أنواع أخرى، مثل الأشجار المتساقطة، إلى زيادة خطر حرائق الغابات، خاصة عندما تتم زراعة هذه الأنواع في مزارع أحادية. علاوة على ذلك، فإن بعض الأنواع الغازية التي أدخلها البشر، على سبيل المثال، لصناعة اللب والورق، أدت في بعض الأحيان إلى تكثيف حرائق الغابات. ومن الأمثلة البارزة على ذلك شجرة الكينا في كاليفورنيا وعشب الجامبا في أستراليا.

المجتمع والثقافة

تحظى حرائق الغابات بأهمية ثقافية في مختلف المجتمعات. يشير المصطلح الإنجليزي "الانتشار كالنار في الهشيم" إلى شيء ينتشر بسرعة أو يحظى باعتراف واسع النطاق.

يُعتبر نشاط حرائق الغابات عاملاً مهمًا في التطور التاريخي لليونان القديمة. في اليونان المعاصرة، كما هو الحال في العديد من مناطق العالم الأخرى، تشكل هذه الكارثة الأكثر انتشارًا الناجمة عن المخاطر الطبيعية، مما يؤثر بشكل عميق على الجوانب الاجتماعية والاقتصادية لسكانها.

في عام 1937، بدأ الرئيس الأمريكي فرانكلين روزفلت حملة وطنية للوقاية من الحرائق، مؤكدًا على دور الإهمال البشري في حدوث حرائق الغابات. ظهرت في المواد الترويجية اللاحقة لهذا البرنامج العم سام، وشخصيات من فيلم ديزني بامبي، ودب سموكي، التميمة الرسمية لدائرة الغابات الأمريكية. أنتجت حملة سموكي بير للوقاية من الحرائق واحدة من أكثر الشخصيات شهرة في الولايات المتحدة؛ لسنوات عديدة، تم الحفاظ على تميمة حية لدب سموكي، وتم إحياء ذكرى صورته على الطوابع البريدية.

تولد حرائق الغابات أيضًا تأثيرات مجتمعية غير مباشرة أو ثانوية كبيرة، مثل زيادة الطلب على مقدمي الخدمات لمنع معدات نقل الطاقة من أن تصبح مصادر اشتعال، وإلغاء أو عدم تجديد وثائق التأمين لأصحاب المنازل للمقيمين في المناطق المعرضة لحرائق الغابات.

مجموعة من أحداث حرائق الغابات البارزة.

المصادر

Çavkanî: Arşîva TORÎma Akademî

حول هذه المقالة

ما هو الهشيم؟

دليل موجز عن الهشيم وخصائصه الأساسية واستخداماته والموضوعات المرتبطة به.

وسوم الموضوع

ما هو الهشيم شرح الهشيم أساسيات الهشيم مقالات العلم العلم بالكردية موضوعات مرتبطة

عمليات بحث شائعة حول هذا الموضوع

  • ما هو الهشيم؟
  • ما فائدة الهشيم؟
  • لماذا يُعد الهشيم مهمًا؟
  • ما الموضوعات المرتبطة بـ الهشيم؟

أرشيف التصنيف

أرشيف العلم والمعرفة

اكتشف عالم العلم والمعرفة الواسع من خلال مجموعتنا الشاملة من المقالات والشروحات. تعمق في المفاهيم الأساسية، النظريات المعقدة، والاكتشافات الرائدة في شتى المجالات العلمية. ستجد هنا محتوى غنيًا وموثوقًا يثري فهمك ويفكك

الرئيسية العودة إلى العلوم