Estimation of Forest Fire Danger by Using Fire Weather Index in the CORDEX MENA Region
تستخدم هذه الدراسة مؤشر طقس الحرائق الكندي ونماذج مناخية مصغرة لتوقع زيادة كبيرة في خطر حرائق الغابات عبر منطقة حوض البحر الأبيض المتوسط، لا سيال في شبه الجزيرة الأيبيرية وجنوب أوروبا وتركيا، بحلول نهاية القرن الحادي والعشرين في ظل سيناريوهات الانبعاثات العالية.
المؤلفون الأصليون:Burcu CALDA, Kamil Collu, Nazan An, Mustafa Tufan Turp, Mehmet Levent Kurnaz
تُعد النار جزءاً طبيعياً من الحياة في منطقة حوض البحر الأبيض المتوسط، حيث تخلق الصيفات الحارة والجافة والشتاءات الرطبة مشهداً طبيعياً تطور لكي يحترق. ومع ذلك، مع ارتفاع حرارة الكوكب، أصبحت الظروف التي تجعل هذه الحرائق خطيرة أكثر تكراراً وشدة. يتتبع العلماء هذه المخاطر باستخدام أداة تسمى "مؤشر طقس الحرائق"، وهو نظام يترجم بيانات الطقس اليومية — مثل درجة الحرارة، والرطوبة، والرياح، وهطول الأمطار — إلى رقم واحد يمثل مدى احتمالية نشوب حريق وسرعة انتشاره. يساعد هذا الرقم المسؤولين في اتخاذ القرار بشأن متى يصدرون التحذيرات أو ينشرون الموارد. ومع تغيير تغير المناخ لأنماط الطقس عبر حوض البحر الأبيض المتوسط، فإن فهم كيفية تحول مخاطر الحرائق هذه في العقود القادمة يعد أمراً بالغ الأهمية لحماية الغابات والمجتمعات والاقتصاد.
وضع فريق من الباحثين من جامعة بوغازيتشي في تركيا هدفاً لرسم خرائط هذه المخاطر المستقبلية لمنطقة البحر الأبيض المتوسط بأكملها، بما في ذلك تركيا، التي تقع عند ملتقى الطرق بين أوروبا وآسيا وأفريقيا. ركزوا على الفترة من عام 2070 إلى 2999، مستشرفين المستقبل لمعرفة كيف قد يتغير خطر الحرائق مقارنة بالفترة المرجعية من 1981 إلى 2000. وللقيام بذلك، استخدموا نماذج حاسوبية قوية تحاكي مناخ الأرض تحت سيناريوهين مستقبليين مختلفين: أحدهما حيث يتم تثبيت انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عند مستوى معتدل، والآخر حيث تستمر الانبعاثات في الارتفاع دون رقابة. قام الباحثون بتغذية بيانات الطقس من هذه المحاكاة في نظام مؤشر طقس الحرائق لإنشاء توقع مفصل لمخاطر الحرائق عبر المنطقة.
بدأت الدراسة باختبار أي من نموذجي المناخ المستخدمين كان أكثر موثوقية. وقاموا بمقارنة أداء النماذج في الماضي مقابل السجلات الفعلية للطقس التاريخي. أثبت أحد النماذج، المدفوع ببيانات من معهد ماكس بلانك، أنه كان أقرب بكثير إلى الواقع من النموذج الآخر، الذي كان مدفوعاً ببيانات من مكتب الأرصاد الجوية البريطاني. ولأن نموذج ماكس بلانك أعاد إنتاج أنماط الحرائق الماضية بدقة أكبر، فقد وضع الباحثون ثقة أكبر في توقعاته المستقبلية، رغم أنهم حللوا أيضاً النتائج من كلا النموذجين لفهم نطاق الاحتمالات.
ترسم النتائج صورة واضحة ومثيرة للقلق للمستقبل. ففي ظل سيناريو الانبعاثات المعتدلة، من المتوقع أن يرتفع خطر الحرائق، لكن الزيادة غير متساوية. ففي بعض المناطق، يظل الخطر قابلاً للإدارة، بينما يرتفع بشكل كبير في مناطق أخرى. ومع ذلك، تحت سيناريو الانبعاثات العالية، يصبح الوضع أكثر خطورة بكثير. تُظهر عمليات المحاكاة أنه بحلول نهاية القرن، ستواجه مساحات شاسعة من البحر الأبيض المتوسط قفزة هائلة في شدة الحرائق. ومن المتوقع أن تكون الزيادات الأكثر أهمية في شبه جزيرة أيبيريا في إسبانيا والبرتغال، وجنوب أوروبا، وأجزاء من تركيا. وفي هذه المناطق، من المتوقع أن ينتقل متوسط خطر الحرائق من مستوى معتدل إلى مستوى عالٍ جداً أو حتى شديد الخطورة.
عندما قسم الباحثون المنطقة إلى مناطق فرعية محددة، كشفت البيانات أن شبه جزيرة أيبيريا وجنوب أوروبا معرضتان للخطر بشكل خاص. ففي بعض هذه المناطق، يُتوقع أن تكون الزيادة في خطر الحرائق تحت سيناريو الانبعاثات العالية تقريبًا ضعف ما كانت عليه في الماضي. فعلى سبيل المثال، في أجزاء من شمال إيطاليا وجنوب فرنسا، من المتوقع أن يرتفع الخطر بنسبة تقارب 150 بالمائة. وحتى في تركيا، التي تواجه بالفعل مخاطر حرائق عالية، تشير عمليات المحاكاة إلى أن الخطر سوف يشتد، خاصة في المناطق الغربية والجنوبية. وتشير الدراسة إلى أن الجمع بين ارتفاع درجات الحرارة وظروف الجفاف سيجعل الوقود الموجود على الأرض — مثل الأعشاب والشجيرات والأشجار — أكثر قابلية للاشتعال، مما يحول ما كان يوماً مواسم حرائق عرضية إلى فترات من الخطر المستمر والشديد.
بينما توفر الدراسة نظرة قوية للظروف الجوية التي تغذي الحرائق، يشير المؤلفون إلى أن عملهم يركز تحديداً على جانب الطقس. لم يتضمن عملهم عوامل مثل كيفية تأثير الإدارة البشرية للأراضي، أو تغيرات الغطاء النباتي، أو جهود مكافحة الحرائق على النتيجة. ومع ذلك، فإن النتائج تعمل كتحذير صارخ من أن المناخ نفسه أصبح أكثر عدائية تجاه سلامة الحرائق. تشير الأبحاث إلى أنه بدون تغييرات كبيرة في كيفية إدارة الانبعاثات، ستواجه منطقة البحر الأبيض المتوسط مستقبلاً يكون فيه طقس الحرائق الشديد هو القاعدة وليس الاستثناء. وهذا يؤكد الحاجة الملحة لاستراتيجيات تكيف أقوى، وأنظمة إنذار مبكر أفضل، وإدارة مستدامة للأراضي لحماية هذه الأنظمة البيئية الهشة والناس الذين يعيشون بينها.
ملخص تقني: تقدير خطر حرائق الغابات باستخدام مؤشر طقس الحرائق في منطقة كوردكسس (CORDEX) للشرق الأوسط وشمال أفريقيا (MENA)
بيان المشكلة تعد حرائق الغابات مكوناً متأصلاً في النظم البيئية للبحر الأبيض المتوسط؛ ومع ذلك، فإن تغير المناخ يعمل على تكثيف الظروف الجوية التي تعزز نشوب حرائق الغابات. ومن المتوقع أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة، والتصحر، وفترات الجفاف الطويلة في حوض البحر الأبيض المتوسط ومنطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا إلى زيادة وتيرة وشدة أحداث الحرائق. وبينما توجد مؤشرات متنوعة لخطر الحرائق، لا تزال هناك حاجة إلى تقييمات قوية ومحددة إقليمياً لمخاطر الحرائق المستقبلية باستخدام إسقاطات مناخية منخفضة الديناميكية (downscaled). لقد ركزت الدراسات السابقة غالباً على مناطق محدودة في جنوب أوروبا أو اعتمدت بشكل كبير على نموذج MPI-ESM-LR، مما ترك شكوكاً بشأن أداء تكوينات النماذج المناخية الإقليمية المختلفة (تحديداً MPI-ESM-MR و HadGEM2-ES) عبر نطاق كوردكسس-مينا (CORDEX-MENA) الأوسع.
المنهجية تقيم هذه الدراسة خطر حرائق الغابات المستقبلي في حوض البحر الأبيض المتوسط وتركيا (جزء من نطاق مينا) باستخدام مؤشر طقس الحرائق الكندي (FWI). وتقارن الدراسة التغيرات المتوقعة للفترة 2070-2099 مقابل فترة مرجعية تاريخية هي 1981-2000.
مصادر البيانات: تستخدم الدراسة إسقاطات مناخية من نموذجين عالميين للمناخ (GCMs): وهما MPI-ESM-MR (نموذج نظام الأرض من معهد ماكس بلانك، ذو الدقة المختلطة) و HadGEM2-ES (نموذج مركز هادلي للأرض من مكتب مترو). وقد تم خفض دقة هذه النماذج ديناميكياً إلى دقة 50 كم لنطاق كوردكسس-مينا باستخدام النموذج المناخي الإقليمي RegCM4.
السيناريوهات: تم توليد الإسقاطات تحت مسارين لتركيز الانبعاثات (RCPs): المسار الرابع م 4.5 (RCP4.5 - استقرار معتدل) والمسار الرابع م 8.5 (RCP8.5 - انبعاثات عالية).
التحقق من الصحة: استُخدمت بيانات رصدية من إعادة تحليل ERA-Interim (1981-2000) المقدمة من المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF) لتقييم أداء النموذج وتقييم اتساق مخرجات مؤشر FWI.
تعريف موسم الحرائق: بخلاف التعريفات التقليدية (يونيو-سبتمبر)، تم تعريف موسم الحرائق بأنه مايو-أكتوبر (MJJASO) بناءً على توقعات مؤشر FWI للمناطق ذات الخطورة العالية، لا سيما في تركيا.
التحليل الإحصائي: استخدمت الدراسة اختبارات غير معلمية (اختبار ويلكوكسون لعلامات الرتب) نظ debido لتوزيع البيانات غير الطبيعي. كما تم حساب أحجام التأثير باستخدام معامل كوهين (d). وتم تصنيف قيم FWI وفقاً لنظام تصنيف نظام معلومات حرائق الغابات الأوروبي (EFFIS) (من منخفض جداً إلى شديد) لتقييم التحولات في مستويات خطر الحرائق. شمل التحليل 1,991 خلية شبكية أرضية صالحة.
المساهمات الرئيسية
تقييم أداء النموذج: تقدم الدراسة تقييماً مقارناً لمحاكاة مدفوعة بكل من MPI-ESM-MR و HadGEM2-ES لتقدير خطر الحرائق في منطقة مينا. وقد حددت أن نموذج MPI-ESM-MR ينتج تقديرات لـ FWI تتوافق بشكل أوثق مع إعادة التنبؤ بـ ERA-Interim، مما يشير إلى أنه قد يكون أكثر ملاءمة لهذا التطبيق المحدد.
التفصيل الإقليمي: يقسم البحث النطاق إلى خمس مناطق فرعية (إيجة/غرب تركيا، بحر إيجة/تركيا، اليونان، شمال إيطاليا/جنوب فرنسا/سويسرا، وشبه جزيرة أيبيريا) لتحليل التباين المكاني في مخاطر الحرائق.
تحليل السيناريوهات الشامل: تقدم الدراسة إسقاطاً مفصلاً لتحولات خطر الحرائق تحت سيناريوهات الانبعاثات المعتدلة والعالية، مع تسليط الضوء على التأثيرات المتباينة لتغير المناخ عبر منطقة البحر الأبيض المتوسط.
النتائج
التحقق من صحة النموذج: أظهر نموذج MPI-ESM-MR اتساقاً مكانياً فائقاً مع أنماط ERA-Interim مقارنة بنموذج HadGEM2-ES. ومن المزايا الملحوظة لنموذج MPI-ESM-MR استخدامه لتقويم مكون من 365 يوماً (بما في ذلك السنوات الكبيسة)، وهو أمر أكثر واقعية لحسابات FWI اليومية مقارنة بالتقويم المكون من 360 يوماً المستخدم في HadGEM2-ES.
الزيادات المتوقعة: يتوقع كلا النموذجين زيادة كبيرة في خطر حرائق الغابات عبر حوض البحر الأبيض المتوسط بحلول نهاية القرن.
HadGEM2-ES: توقع زيادات ذات دلالة إحصائية لكل من RCP4.5 و RCP8.5. في ظل سيناريو RCP4.5، انتقل متوسط FWI من "معتدل" إلى "عالي". وتحت سيناريو RCP8.5، انتقل من "معتدل" إلى "عالي جداً"، وهو ما يمثل الزيادة الأكثر حدة في مجموعة البيانات (معامل كوهين d = 1.635).
MPI-ESM-MR: تحت سيناريو RCP4.5، لم يكن التغيير ذا دلالة إحصائية، حيث ظل المتوسط في فئة "معتدل". أما تحت سيناريو RCP8.5، فقد لوحظ تحول كبير من "معتدل" إلى "عالي".
البؤر الساخنة مكانياً: من المتوقع أن تكون الزيادات النسبية الأكثر أهمية في خطر الحرائق في شبه جزيرة أيبيريا، وجنوب أوروبا، وأجزاء من تركيا.
تحت سيناريو RCP8.5، أظهرت شبه جزيرة أيبيريا ونطاق شمال إيطاليا/جنوب فرنسا/جنوب سويسرا أعلى نسب زيادة في خطر الحرائق (تصل إلى 189% و %185 على التوالي في توقعات HadGEM2-ES).
كما تم تحديد جنوب وغرب تركيا، واليونان، والبلقان كمناطق تشهد ارتفاعاً في الخطورة، حيث يتوقع نموذج HadGEM2-ES مستويات "شديدة" في أجزاء من جنوب إسبانيا (الأندلس) والبلقان تحت سيناريو RCP8.5.
الأهمية تؤكد الورقة أن نتائجها تبرز الضعف المتزايد للنظم البيئية في البحر الأبيض المتوسط تجاه تغير المناخ المستقبلي. ومن خلال استخدام مؤشر FWI الكندي ضمن إطار كوردكسس-مينا، تسلط الدراسة الضوء على أن المناطق التي تشهد حالياً خطراً معتدلاً أو عالياً من الحرائق من المرجح أن تتحول إلى مستويات "عالية جداً" أو "شديدة"، لا سيالما في ظل سيناريوهات الانبعاثات العالية. ويخلص المؤلفون إلى أن هذه التوقعات تستوجب تعزيز استراتيجيات التكيف مع حرائق الغابات الإقليمية، وتطوير أنظمة إنذار مبكر متقدمة، وصياغة سياسات مستدامة لإدارة الغابات والأراضي للتخفيف من العواقب الاجتماعية والاقتصادية والبيئية المستقبلية. كما تشير الدراسة إلى أنه بينما تركز على المكون المناخي لخطر الحرائق، فإن العمل المستقبلي يجب أن يدمج مجموعات نماذج متعددة أكبر (بما في ذلك CMIP6) ونمذجة متكاملة للحرائق والغطاء النباتي لمعالة الشكوك المتبقية.