Un nuovo studio utilizza i dati dello strumento ECOSTRESS a bordo della stazione spaziale per capire meglio perché alcune parti di un incendio bruciano più intensamente di altre.

Anche nella California colpita dalla siccità, non tutte le aree affrontano lo stesso grado di rischio di incendi. Un recente studio con i dati della missione ECOSTRESS della NASA ha trovato relazioni tra l'intensità di un incendio e lo stress idrico nelle piante misurati nei mesi precedenti l'incendio. Le correlazioni non erano solo una questione di piante secche che bruciavano più di quelle idratate; alcune aree in cui la vegetazione aveva acqua a sufficienza bruciavano più gravemente, forse perché gli incendi avevano più combustibile da consumare.

La ricerca, guidata dagli scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, si basa sui dati sull'uso dell'acqua delle piante raccolti da ECOSTRESS, abbreviazione di ECOsystem e Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station. Lo strumento misura la temperatura delle piante mentre si riscaldano quando esauriscono l'acqua. Per questo studio, i ricercatori si sono concentrati sui dati raccolti durante porzioni del 2019 e all'inizio del 2020 in sei aree, tre nelle montagne della California meridionale e tre nella Sierra Nevada, che sono state successivamente bruciate da incendi.

Altre ricerche hanno dimostrato che la stagione degli incendi negli Stati Uniti occidentali sta iniziando all'inizio dell'anno e sta aumentando in lunghezza e gravità. In California, uno stato con 33 milioni di acri (13 milioni di ettari) di foreste, gran parte dei quali gestiti da agenzie federali, statali e locali, approfondimenti dettagliati sulla relazione tra incendi e disponibilità di acqua per la vegetazione potrebbero aiutare i funzionari della gestione degli incendi identificare non solo se è probabile che un'area prenda fuoco, ma quanto grave sarà il danno in caso contrario.

"Siamo in un'intensa mega siccità, la peggiore in 1.200 anni, e sta creando le condizioni per incendi più catastrofici", ha affermato Christine Lee, coautrice dello studio presso il JPL. "I set di dati come quelli di ECOSTRESS saranno fondamentali per far progredire la scienza e possono fornire informazioni per supportare coloro che stanno rispondendo alle crisi legate ai cambiamenti climatici."

Confrontando i dati ECOSTRESS con immagini satellitari separate dopo l'incendio, i ricercatori hanno scoperto che la velocità con cui le piante rilasciano acqua per "sudorazione" - un processo noto come evapotraspirazione - così come l'efficienza con cui usano l'acqua per la fotosintesi, possono aiutare a prevedere se i successivi incendi sono più o meno intenso. Entrambe le misure indicano se una comunità vegetale sta ricevendo acqua a sufficienza o è sotto stress per la sua mancanza.

"Stavamo cercando di capire cosa determina le differenze sul motivo per cui alcune aree hanno gravi ustioni e altre no", ha affermato Madeleine Pascolini-Campbell, scienziata dell'acqua e degli ecosistemi presso il JPL e autrice principale dell'articolo. "I risultati mostrano quanto sia cruciale lo stress idrico per prevedere quali aree bruciano di più e perché è importante monitorare la vegetazione in queste regioni."

Tracciamento dello stress delle piante

Come gli esseri umani, le piante faticano a funzionare quando sono troppo calde. E più o meno allo stesso modo in cui la sudorazione aiuta gli esseri umani a rimanere freschi, le piante fanno affidamento sull'evapotraspirazione per regolare la loro temperatura. L'evapotraspirazione combina la velocità con cui le piante perdono acqua mentre evapora dal terreno e per traspirazione, in cui rilasciano acqua attraverso aperture nelle loro foglie, chiamate stomi. Per evitare di perdere troppa acqua, le piante iniziano a chiudere i loro stomi se si seccano troppo.

"Di conseguenza, iniziano a scaldarsi perché non hanno più il vantaggio di 'sudare'", ha detto Lee. "Con ECOSTRESS, possiamo osservare questi cambiamenti di temperatura molto sottili, che vengono utilizzati per comprendere i cambiamenti nell'evapotraspirazione e nell'efficienza nell'uso dell'acqua."

In generale, un'evapotraspirazione più lenta e una minore efficienza segnalano che le piante sono soggette a stress idrico. Valori più alti indicano che le piante stanno ricevendo acqua a sufficienza.

ECOSTRESS tiene traccia dell'evapotraspirazione tramite un radiometro termico ad alta risoluzione in grado di misurare la temperatura di zone della superficie terrestre di dimensioni pari a 40 per 70 metri.

Alto contro basso stress

Nell'articolo, pubblicato su Global Ecology and Biogeography , i ricercatori hanno scoperto che le variabili legate allo stress idrico, insieme all'altitudine, erano predittori dominanti della gravità delle ustioni nelle aree colpite da tre incendi boschivi della California meridionale nel 2020:il Bobcat Fire nella Angeles National Forest, insieme agli incendi di Apple ed El Dorado a la Foresta Nazionale del San Bernardino.

Il fatto che uno stress maggiore o minore prevedesse un incendio più grave dipendeva dal tipo principale di vegetazione in un'area, ha affermato Pascolini-Campbell. Ad esempio, le foreste di pini stressate tendevano a bruciare più gravemente, suggerendo che condizioni più asciutte rendevano gli alberi più infiammabili. Nel frattempo, nelle praterie, uno stress inferiore tendeva a correlare con maggiori danni da ustione, una possibile indicazione che una robusta crescita della vegetazione produceva più carburante, provocando incendi più intensi. E nelle regioni della Sierra Nevada bruciate dal Creek Fire, dal Sequoia Complex Fire e dal North Complex Fire, i risultati hanno mostrato relazioni più deboli tra lo stress pre-incendio e la gravità dell'ustione. Gli autori dello studio ipotizzano che le variabili non catturate nell'analisi, il vento o altre condizioni meteorologiche, fossero più influenti in quelle aree bruciate.

Supporto ai decisori

Lo studio arriva mentre la NASA sta intensificando gli sforzi per mobilitare la sua tecnologia, esperienza e risorse per studiare gli incendi. L'agenzia a maggio ha annunciato la formazione della NASA Wildland FireSense, un'iniziativa volta a riunire esperti di diverse discipline, insieme a tecnologia avanzata e strumenti analitici, per sviluppare approcci in grado di informare e guidare i decisori della gestione degli incendi.

L'importanza di strumenti come ECOSTRESS, che dovrebbe funzionare fino a settembre 2023, aumenterà man mano che i cambiamenti climatici determinano un maggiore rischio di incendi negli Stati Uniti occidentali, ha affermato Pascolini-Campbell. "È una regione ad alta priorità per l'utilizzo di questi tipi di studi per vedere quali aree sono le più vulnerabili", ha aggiunto. + Esplora ulteriormente

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