결합된 인간 자연 시스템의 결과인 주기적 산불 패턴

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 5280(2022) 이 기사 인용

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지난 수십 년 동안 산불은 천연자원과 인간의 생명에 상당한 비용을 초래했습니다. 많은 지역에서 연간 산불 추세는 시간이 지남에 따라 화상 지역의 진폭이 증가하는 수수께끼의 진동 패턴을 보여줍니다. 본 논문은 결합 시스템에서 상호 연결된 사회적, 자연적 역학을 나타내는 동적 시뮬레이션 모델을 개발하고 조사함으로써 그러한 패턴의 잠재적 원인을 조사하는 것을 목표로 합니다. 우리는 일반적인 동적 모델을 개발하고 시뮬레이션 결과를 기반으로 인간과 자연 하위 시스템 사이의 상호 연결이 위험 인식이 더 많은 화재와 취약한 자산의 개발을 초래할 수 있는 활동을 규제하는 산불에서 관찰된 순환 패턴의 원천이라고 가정합니다. 우리의 시뮬레이션 기반 정책 분석은 시스템의 인간 측면과 자연 측면 사이의 상호 연결로 인해 증가하는 시스템의 비선형 특성을 지적합니다. 이는 중요한 정책적 의미를 갖습니다. 산불을 억제하기 위한 가장 효과적인 정책을 찾는 연구와는 달리, 우리는 장기적인 해결책이 단일 조치가 아니라 인간과 자연 측면을 동시에 목표로 하는 여러 조치의 조합임을 보여줍니다. 시스템의.

산불은 인간의 생명, 천연자원, 산림 보호, 야생동물을 위협하고 있습니다1,2,3,4. 국립기관간소방센터(National Interagency Fire Center)에 따르면, 2020년 미국에서 52,000건이 넘는 산불 사건이 발생해 약 364만 헥타르가 불탔습니다5. 캘리포니아에서만 20206년 첫 9개월 동안 산불로 인해 약 30명이 사망한 것으로 추정됩니다. 또한 캘리포니아 역사상 가장 파괴적이고 치명적인 산불이라 할 수 있는 비극적인 2018년 캘리포니아 파라다이스 캠프 파이어 사건은 다음과 같은 결과를 가져왔습니다. 최소 85명의 민간인이 사망하고 60,702헥타르가 넘는 면적이 불탔으며 18,000개 이상의 구조물이 파괴되었습니다7. 또한 문제는 미국에만 국한되지 않습니다. 산불은 전 세계 여러 지역에 영향을 미치는 세계적인 문제이며 최근 호주, 브라질, 그리스, 알제리, 프랑스, ​​터키 및 인도네시아와 같은 국가에서 치명적인 사건이 발생했습니다. 이러한 추세를 고려할 때, 산불 문제와 그에 따른 재앙적 결과의 증가는 엄청난 정책 관련성을 갖고 있습니다.

산불 발생을 이해하고 예측하는 것은 위험을 완화하고 관련 결과를 최소화하기 위한 적절한 정책 조치를 취하는 데 필수적입니다8,9,10,11. 산불의 역사적 추세를 조사한 결과 미국을 포함한 전 세계 여러 지역에서 화재 결과의 진폭이 증가하면서 화재 발생의 수수께끼 같은 순환 패턴이 드러났습니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 미국에서는 전반적으로 증가하는 추세를 경험했습니다. 주기적인 변동이 있는 산불로 인한 연소율. 흥미롭게도 화재 횟수의 전체 패턴은 연소율 추세를 따르지 않지만 주기적인 진동을 나타냅니다. 그러한 패턴의 동인을 찾는 것은 자연과학자, 정책 연구자, 정책 입안자들의 관심 분야입니다.

1983~2018년 미국 산불(www.nifc.gov의 데이터).

산불은 초기 화재 점화로 시작되며, 이는 번개나 무모한 인간 행동을 통해 자연적으로 발생할 수 있습니다. 번개에 의한 자연화재의 발생은 기상조건에 따라 달라지며 계절적 패턴을 보인다12. 반면에 인간에 의한 발화는 대규모 화재를 일으킬 수도 있습니다. 실제로 미국에서는 사람에 의해 발생한 산불이 전국 산불의 약 84%를 차지합니다13. 또한 버려진 모닥불, 방화, 불꽃놀이와 같은 요인으로 인해 인간이 발화하는 화재가 발생할 수 있습니다14,15. 인간은 또한 기후 변화를 악화시키는 활동을 통해 산불에 간접적으로 기여합니다16. 이산화탄소와 메탄을 포함한 온실가스의 대기 중 방출은 기온 상승에 기여합니다17. 기후가 따뜻해지면 숲의 초목이 더 건조해지고 대규모 산불이 발생할 위험이 높아집니다18. 더욱이, 토지 개발을 위한 산림 벌채는 산림의 온실가스 흡수 능력을 감소시켜 궁극적으로 기온을 더욱 상승시킵니다19,20.