La crise croissante des feux de forêt de Californie

La Californie est entrée dans une ère où les feux de forêt ne sont pas seulement des événements saisonniers mais des menaces qui remodelent les communautés, les écosystèmes et les politiques publiques à l'année. L'État a vu sept de ses dix plus grands feux de forêt depuis 2020, avec le feu Dixie 2021 brûler à lui seul près d'un million d'acres. L'ampleur et l'intensité de ces feux sont motivées par une interaction complexe des décisions historiques de gestion des terres et l'accélération du changement climatique.

Les feux de forêt sont un processus écologique naturel dans de nombreux écosystèmes de Californie, en particulier dans les forêts de conifères et les arbustes chaparraux. Cependant, les incendies que l'État connaît aujourd'hui sont fondamentalement différents des incendies fréquents de faible gravité qui ont façonné ces paysages pendant des millénaires. Le passage à des feux de grande ampleur de grande gravité est directement lié aux changements de structure et de climat des forêts.

Comprendre la densité de la forêt comme un conducteur d'incendie

La densité des forêts décrit la concentration des arbres et de la végétation souterraine dans une zone donnée. En termes écologiques, elle est généralement mesurée à l'aide de mesures telles que les arbres par acre, la surface de base ou l'indice de densité des peuplements. Les forêts à forte densité contiennent plus de matières végétales vivantes et mortes, qui servent de combustible pour les feux de forêt.

L'héritage de la répression du feu

Pendant une grande partie du XXe siècle, les organismes fédéraux et étatiques de gestion des terres ont mené une politique de lutte totale contre les incendies, qui reposait sur la conviction que tous les feux de forêt étaient destructeurs et devaient s'éteindre le plus rapidement possible. Cette politique protégeait les ressources forestières et les établissements humains à court terme, mais elle avait de profondes conséquences imprévues.

Sans feu régulier, ces forêts ont accumulé des débris ligneux, des litières foliaires et des épaississements denses de jeunes arbres.Une étude réalisée en 2023 par le Service forestier de l'USDA a révélé que les forêts modernes de la Sierra Nevada contiennent 10 à 100 fois plus d'arbres par acre qu'elles ne l'ont fait sous les régimes de feux historiques.

Continuité du carburant et combustibles à palpeur vertical

La densité des forêts affecte le comportement des incendies par deux mécanismes critiques : la continuité horizontale du combustible et l'arrangement vertical du combustible. La continuité horizontale désigne la façon dont les sources de combustible sont reliées à travers le paysage. Dans les forêts denses, les canopées d'arbres se touchent souvent ou se chevauchent, créant un lit de carburant continu qui permet au feu de se propager sans entrave dans de vastes zones.

L'arrangement vertical du combustible, souvent appelé « combustibles pour les plus jeunes », décrit la présence de végétation à plusieurs hauteurs, du sol forestier au couvert. Des arbustes sous-jacents denses, de jeunes jeunes jeunes jeunes arbres et des branches à faible hauteur créent un sentier vertical pour le feu. Un feu de surface qui rencontre des combustibles d'échelle peut monter dans les cimes d'arbres, passant d'un feu de fond maniable à un feu de couronne incontrôlable.

Densité quantifiée: Indice de densité de peuplement et zone de base

L'indice de densité du peuplement (IDS) combine la taille et le nombre d'arbres par acre en une seule métrique, avec des valeurs plus élevées indiquant une plus grande concurrence et une plus grande charge de carburant. La superficie de base, mesurée en pieds carrés par acre, représente la surface transversale des troncs d'arbres à hauteur de poitrine. Dans la Sierra Nevada, les zones basales historiques allaient généralement de 50 à 80 pieds carrés par acre, alors que de nombreux peuplements actuels dépassent 200 pieds carrés par acre. Ces mesures aident à établir la priorité des zones de traitement en identifiant les forêts où la réduction de la densité aura le plus d'impact sur le comportement des feux.

Les recherches indiquent que la réduction de la densité des peuplements en deçà des seuils critiques peut modifier fondamentalement le comportement des incendies. Lorsque la surface terrière est réduite à environ 100 pieds carrés par acre ou en dessous, la probabilité d'un feu actif de la couronne diminue considérablement, même dans des conditions météorologiques extrêmes.

Facteurs climatiques qui façonnent le comportement des feux de forêt

Bien que la densité des forêts détermine la quantité et l'arrangement du combustible disponible pour brûler, les conditions climatiques dictent la réceptivité du combustible à l'inflammation et la façon dont le feu se comportera une fois allumé. Le climat influence les feux de forêt par de multiples voies, y compris la température, les précipitations, l'humidité atmosphérique et les régimes éoliens.

Tendances en matière de température et d'aridité

La Californie a réchauffé d'environ 2 à 3 degrés Fahrenheit depuis la fin du 19ème siècle, avec le réchauffement le plus rapide qui se produit au cours des 50 dernières années. Des températures plus élevées augmentent les taux d'évapotranspiration, puisant l'humidité dans le sol et la végétation. Ce processus, souvent appelé «séchage atmosphérique», crée un déficit de pression de vapeur plus important (VPD), qui est la différence entre la quantité d'humidité que l'air peut contenir et la quantité qu'il détient réellement.

Une étude publiée en 2022 dans la revue Nature Climate Change[ a révélé que le réchauffement causé par l'homme a entraîné une augmentation de 25 % de la superficie brûlée par les feux de forêt en Californie entre 1971 et 2021. La même étude prévoyait que la poursuite du réchauffement augmenterait encore le risque d'incendie en prolongeant la saison des incendies et en intensifiant les conditions qui favorisent la propagation rapide des incendies.

Sécheresse et végétation Teneur en eau

La sécheresse prolongée est l'un des facteurs climatiques les plus directs du risque de feu de forêt. La Californie a connu plusieurs épisodes de sécheresse grave au cours des deux dernières décennies, y compris la sécheresse de 2012 et de 2016; la sécheresse de 2016, qui a été la pire de l'histoire de l'État en termes de durée et d'intensité, et les périodes sèches continues entraînées par un climat de réchauffement.

Lorsque la teneur en humidité du combustible vif (CMLF) est inférieure à 70 % chez les espèces chaparrales ou inférieure à 95 % chez les feuilles de conifères, la probabilité d'un feu actif de la couronne augmente de façon spectaculaire. Au cours des sécheresses graves, la CMFL peut tomber bien en dessous de ces seuils dans de grandes régions, laissant les paysages en pleine expansion pour un comportement extrême. La saison 2020 des feux, qui comprenait six des plus grands incendies de l'histoire moderne de la Californie, a eu lieu à la fin de la queue d'une sécheresse de cinq ans qui avait desséché des forêts à travers l'État.

Modèles de vent: Santa Anas et Diablo Vents

Deux événements majeurs du vent influencent le comportement du feu : les vents de Santa Ana dans le sud de la Californie et les vents de Diablo dans le nord de la Californie. Les deux sont des vents secs, en pente descendante qui se produisent lorsque la pression élevée sur le Grand Bassin force l'air vers la côte. Alors que l'air descend de plus haute altitude, il compresse et se réchauffe, réduisant son humidité relative à 5 % à 10 %. Ces vents culminent au cours des mois d'automne, lorsque la végétation a été séchée par la chaleur estivale et avant que les pluies hivernales ne commencent.

Les vents de Santa Ana et Diablo peuvent produire des vitesses soutenues de 30 à 50 milles à l'heure avec des rafales dépassant 80 milles à l'heure. Dans ces conditions, le feu s'étend à des taux de 10 à 20 milles à l'heure ou plus, des ressources de suppression écrasantes presque immédiatement. Les embûches peuvent être élevées à des kilomètres devant le front principal du feu, en commençant des feux de spot qui se coexistent rapidement.

Allumage et sorties d'orage

Les tempêtes de foudre et les tempêtes de mdash qui produisent des éclairs mais peu ou pas de précipitations et de mdash peuvent enflammer des dizaines ou même des centaines de feux en un seul événement. Le Sieve de foudre de 2020, qui s'est produit à la mi-août 2020, a produit plus de 11 000 éclairs qui ont enflammé 367 incendies, dont le complexe d'août et le complexe de foudre de l'USC. Ces événements deviennent plus fréquents lorsque le changement climatique modifie les modèles de stabilité atmosphérique et augmente la fréquence des conditions propices au développement d'orages secs.

Les sorties d'orage, aussi appelées rafales, peuvent également influencer le comportement des incendies en produisant des changements de vent soudains et erratiques. Ces sorties peuvent pousser les incendies dans des directions inattendues, créer des tourbillons d'incendie et provoquer une augmentation rapide de l'intensité des incendies qui mettent en danger les pompiers et les résidents.

Les effets composés de la densité et du climat

La densité et le climat des forêts ne fonctionnent pas de manière indépendante, ce qui crée des boucles de rétroaction positives qui amplifient le risque d'incendie au-delà de ce que l'un ou l'autre facteur produirait seul. Les forêts denses sont plus vulnérables au stress climatique parce que la concurrence pour l'eau entre arbres très encombrés intensifie les effets de la sécheresse.

Étude de cas : L'incendie complexe d'août 2020

Le feu complexe d'août illustre clairement l'interaction entre la densité et le climat. Le feu a pris feu le 16 août 2020, à la suite d'une série de frappes éclair dans la forêt nationale de Mendocino. La région avait connu des années de sécheresse, avec des niveaux d'humidité du combustible vivant bien inférieurs aux moyennes historiques. La densité des forêts dans la région était significativement plus élevée que les niveaux de référence historiques en raison de décennies de suppression des incendies et d'exploitations forestières sélectives qui ont enlevé de grands arbres résistants au feu tout en laissant de plus petits arbres plus inflammables.

Le complexe d'août a finalement brûlé 1 032 648 acres, ce qui en fait le plus grand incendie de l'histoire de la Californie. Presque toute la région brûlée à une gravité modérée à élevée, ce qui signifie que la plupart des arbres sur l'empreinte du feu ont été tués. Cela représente un changement fondamental dans le régime de feu : où historiquement, le feu aurait créé une mosaïque de sévères brûlées avec des parcelles non brûlées ou de faible gravité, la combinaison moderne de densité et de climat produit de grandes parcelles de feu de remplacement de peuplement.

Le boucle de rétroaction en feu-temps

Les nuages de Pyrocumulus se forment lorsque la chaleur intense d'un feu force l'air à monter rapidement, transportant la fumée, les cendres et l'humidité dans la haute atmosphère. Ces nuages peuvent se développer en pyrocumulonimbus tempêtes qui produisent la foudre, des vents forts, et même des tornades de feu. Le feu de 2021 Dixie a généré de multiples événements pyrocumulonimbus, avec le feu créant son propre temps qui a conduit à une croissance extrême.

La boucle de rétroaction sur les conditions de feu est plus susceptible de se produire lorsque les charges de carburant sont élevées et que la végétation est extrêmement sèche et sèche; précisément les conditions créées par la forte densité des forêts et le changement climatique.

Stratégies de gestion des risques d'incendies

Pour s'attaquer aux deux facteurs de la densité des forêts et du changement climatique, il faut un portefeuille de stratégies qui s'étendent sur les échelles temporelle et spatiale. La réduction des émissions de gaz à effet de serre est la seule solution à long terme au risque d'incendies provoqué par le climat, mais les interventions à court terme peuvent réduire considérablement la vulnérabilité des forêts et des collectivités.

Raffinage forestier et traitements mécaniques

L'éclaircie mécanique est l'enlèvement physique des arbres, des arbustes et des combustibles de surface pour réduire la densité des forêts et rompre la continuité des combustibles verticaux et horizontaux. Les traitements de finissage sont conçus pour imiter la structure des forêts historiques : arbres à grand diamètre largement espacés et à sous-étage ouvert.

Une étude de 2019 sur le feu de surface de 2013 a révélé que les zones traitées par un feu d'éclaircie et dirigé avaient une sévérité de feu significativement inférieure à celle des zones non traitées, même dans des conditions climatiques extrêmes. De même, le feu de caldor de 2021, qui menaçait le bassin du lac Tahoe, a démontré que les traitements de combustible dans les collectivités pouvaient fournir des zones de sécurité aux pompiers et réduire les pertes structurelles.

Brûlures prescrites et brûlures culturelles

Le brûlage prescrit est l'application intentionnelle d'un feu dans des conditions contrôlées pour atteindre les objectifs écologiques et de gestion du combustible. Le brûlage prescrit à faible intensité consomme des combustibles de surface, tue les petits arbres et arbustes et crée une structure forestière plus résistante aux feux de forêt à forte intensité de gravité.

Les tribus, dont les Karuk, Yurok et Hoopa, ont maintenu des traditions de brûlage de faible intensité qui favorisent la santé des forêts et réduisent les charges de carburant. On reconnaît de plus en plus que l'intégration de l'incendie culturel à la gestion des terres peut améliorer les résultats en matière de réduction des risques d'incendie et de restauration écologique. L'État de Californie a pris des mesures pour appuyer la gestion des incendies autochtones, y compris la signature en 2022 de lois qui facilitent l'engagement tribal dans les programmes d'incendie prescrits.

Malgré son efficacité, le brûlage dirigé fait face à des obstacles importants, notamment des préoccupations en matière de responsabilité, des règlements sur la qualité de l'air, une fenêtre étroite de conditions météorologiques propices et des défis de perception du public.

Espace défensif et zonage au niveau communautaire

À l'interface entre les terres sauvages et le développement humain, la création d'espaces défendables autour des structures est l'une des stratégies d'atténuation des feux de forêt les plus efficaces. L'espace défendable consiste à éliminer la végétation inflammable, à maintenir un faible couvert terrestre, à garder les arbres espacés et à utiliser des matériaux de construction résistant au feu.

L'aménagement des zones d'incendie à haut risque, la nécessité de briser les réserves de carburant autour des collectivités et la nécessité de disposer de voies d'évacuation adéquates sont tous des éléments essentiels d'une stratégie globale d'incendie de forêt.L'incendie de camp de 2018 a démontré les conséquences d'une planification insuffisante de l'évacuation, car la congestion de la circulation et la fermeture des routes ont contribué au nombre de morts.

Systèmes d ' adaptation au climat et d ' alerte rapide

Les systèmes d'alerte précoce améliorés qui intègrent les prévisions météorologiques, la surveillance de l'humidité du combustible et la modélisation du comportement des incendies peuvent donner aux collectivités et aux organismes d'incendie des délais critiques. Le système de veille météorologique et d'alerte au drapeau rouge du Service météorologique national fournit des alertes lorsque les conditions sont propices à une propagation rapide des incendies, mais ces avertissements pourraient être améliorés grâce à des données plus localisées en temps réel et à de meilleurs canaux de communication au public.

La Californie a investi dans un réseau de stations météorologiques éloignées et de sites d'échantillonnage de l'humidité du carburant qui alimentent les modèles de comportement en cas d'incendie utilisés par les équipes de gestion des incidents. Le Fire Weather Intelligence Portal de l'État regroupe ces données en une seule plateforme accessible aux gestionnaires des incendies de toutes les juridictions.

Défis en matière de politiques et de financement

La Californie a fait des investissements importants dans la gestion des incendies de forêt ces dernières années, y compris un paquet de plusieurs milliards de dollars pour la santé des forêts, la prévention des incendies et la résilience des collectivités. Cependant, l'ampleur du problème naine les niveaux de financement actuels. Les objectifs de l'État en matière de traitement des forêts exigent le traitement d'un million d'acres par an d'ici 2025, un objectif qui demeure insaisissable compte tenu des contraintes actuelles en matière de capacité.

Les organismes fédéraux de gestion des terres, qui supervisent environ 57 % des forêts de la Californie, sont confrontés à des défis semblables. Le Service des forêts des États-Unis a augmenté sa superficie de traitement des combustibles, mais continue de lutter contre la volatilité budgétaire, les litiges relatifs aux examens environnementaux et les pénuries de personnel.

Pacific Gas & Electric, Southern California Edison et d'autres services publics appartenant à des investisseurs ont été tenus responsables de dizaines de milliards de dollars de dommages causés par les incendies enflammés par leur équipement. En réponse, les services publics ont mis en place des arrêts d'électricité de sécurité publique (PSPS) qui désenclenchent les lignes électriques dans des conditions à risque élevé, causant des perturbations importantes aux collectivités.

La voie à suivre

Le rôle de la densité des forêts et du climat dans la propagation des feux de forêt en Californie est clair : les forêts denses fournissent le combustible et le climat fournit les conditions nécessaires à des incendies de plus en plus graves.Pour résoudre ce problème, il faut repenser fondamentalement la gestion des terres, la planification communautaire et la politique climatique.

L'État a fait des progrès notables ces dernières années, notamment en créant le Groupe de travail sur les feux de forêt et la résilience forestière de Californie, en adoptant d'importantes mesures de financement et en développant les partenariats avec les communautés tribales. Toutefois, la trajectoire du changement climatique signifie que même des efforts de gestion énergiques peuvent être insuffisants pour empêcher une augmentation continue de l'activité des incendies à court terme.

La communauté de recherche continue de faire progresser la compréhension du comportement des incendies, de la dynamique des combustibles et des interactions climatiques, en fournissant les bases scientifiques d'une gestion fondée sur des données probantes. L'investissement continu dans la recherche, la surveillance et la gestion adaptative permettra de s'assurer que les politiques et les pratiques demeurent sensibles aux changements de conditions.