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    Exploiter les mégadonnées et l'apprentissage automatique pour prévoir les incendies de forêt dans l'ouest des États-Unis

    L'incendie du lion rugissant de 2016 au Montana. Crédit :Mike Daniels

    La superficie brûlée par les incendies de forêt chaque année dans l'ouest des États-Unis a augmenté de plus de 300 % au cours des trois dernières décennies, et une grande partie de cette augmentation est due au réchauffement causé par l'homme. L'air plus chaud retient plus d'humidité, et l'air assoiffé l'aspire des plantes, des arbres, et le sol, laissant la végétation forestière et les débris du sol plus secs et plus faciles à enflammer. Changement climatique futur, accompagnée d'un réchauffement des températures et d'une aridité accrue, devrait poursuivre cette tendance, et aggravera probablement et intensifiera les feux de forêt dans les zones où le carburant est abondant.

    Parc Williams, professeur agrégé de recherche à l'Observatoire de la Terre Lamont-Doherty et boursier 2016 du Center for Climate and Life, étudie la climatologie, la sécheresse, et les feux de forêt. Il a reçu 641 $ 000 000 de la Zegar Family Foundation qu'il utilisera pour faire progresser la compréhension du comportement passé et futur des incendies de forêt. Son objectif est de créer un outil pour aider les scientifiques à comprendre pourquoi les incendies de forêt dans les États de l'ouest des États-Unis ont changé au cours du siècle dernier, comment ils peuvent évoluer dans le futur, et comment les humains peuvent y répondre le plus efficacement possible.

    Williams compilera des observations de dizaines de milliers d'incendies au cours des 30 à 40 dernières années et où ils ont brûlé dans l'ouest des États-Unis. Il les reliera à des ensembles de données climatiques indiquant où vivent les gens, et quelle végétation pousse où. Le produit final sera un programme informatique qui peut projeter comment ces variables affectent la probabilité de grands incendies et qui tentera de simuler la façon dont la végétation réagit au feu.

    "C'est important parce qu'après un incendie, il y a moins de végétation qu'avant, " a déclaré Williams. " Cela signifie que la probabilité d'un incendie ultérieur diminue pendant un certain temps. Et la probabilité d'incendie ne sera plus élevée tant que la végétation ne sera pas à nouveau dense dans cette zone. Modéliser ce processus est très difficile, mais c'est très important parce que nous
    aimerait comprendre pourquoi les choses se sont passées comme par le passé,
    et il est probable que les changements dans la couverture végétale aient été importants."

    Williams pense que les États-Unis ont mené une politique de gestion des incendies non durable au cours des 100 dernières années, combattre les incendies chaque fois qu'ils se produisent aussi durement que possible. Cela a permis à la végétation de s'accumuler dans de nombreux endroits où les incendies auraient pu l'éclaircir, laissant une plus grande abondance de couvert forestier qui peut potentiellement brûler. Il pense que cette approche persiste malgré le fait qu'elle ne fonctionne pas parce que nous n'avons pas encore de meilleure stratégie.

    "Cet outil va nous permettre d'explorer différents futurs, dit Williams. "Dans un futur hypothétique, nous continuons à lutter contre les incendies avec autant d'acharnement qu'au siècle dernier. Dans un autre futur hypothétique, nous ne combattons pas du tout les incendies. En fin de compte, nous choisirons probablement quelque chose entre ces deux extrêmes. »

    En fournissant divers scénarios pour différents emplacements à une échelle spatiale de cent milles, le nouvel outil pourrait montrer pourquoi différentes stratégies politiques basées sur l'emplacement pourraient entraîner des résultats différents, permettre aux dirigeants de mieux s'informer, des décisions de gestion durable des incendies spécifiquement adaptées aux conditions locales.

    La création de l'outil est la prochaine étape logique de la recherche que Williams a effectuée en tant que l'un des premiers récipiendaires d'une bourse du Center for Climate and Life de l'Université Columbia. Ce soutien lui a permis de rechercher la corrélation générale entre les incendies de forêt et la variabilité climatique dans l'ouest des États-Unis. Il a découvert de fortes relations entre la température et la superficie des incendies de forêt dans toute la région.

    Dans le milieu universitaire, de tels projets scientifiques interdisciplinaires créatifs sont souvent moins susceptibles d'obtenir un financement de recherche traditionnel.

    « Wildfire est une intégration de la science du climat, science des écosystèmes, science sociale, et sciences politiques, " a déclaré Williams. "Il est très difficile d'obtenir un financement par le biais de subventions gouvernementales standard. Le Centre pour le climat et la vie est génial car il promeut vraiment la science multidisciplinaire et finance le travail là où il y a plus d'ampleur, le meilleur."

    Il s'attend à ce que son nouvel outil puisse éventuellement produire des prévisions saisonnières des probabilités d'incendies de forêt. Par exemple, "Notre modèle pourrait être utilisé à la fin du printemps pour estimer la probabilité d'un grand incendie de forêt dans l'est des Cascades de Washington au cours de l'été prochain, ", a déclaré Williams.

    Cette information pourrait être utile aux gestionnaires de terres et aux propriétaires qui envisagent des mesures d'entretien préventif telles que les brûlages dirigés ou l'éclaircissage des forêts. Cela pourrait également accroître la sensibilisation du public au risque d'incendie de forêt et inciter les gens à entretenir leurs cours ou à planifier comment évacuer en cas d'incendie. « Les informations pourraient être utiles pour guider la prise de décision à de nombreuses échelles différentes, de la famille individuelle au gouvernement de l'État, ", a déclaré Williams.

    Finalement, il espère que les leçons tirées de ses recherches aideront à construire des modèles de feux régionaux pour d'autres parties du monde. Williams envisage un jour où il y aura un "puzzle" de modèles d'incendie régionaux pour divers pays qui donneront une meilleure idée de la façon dont les incendies de forêt se comporteront à l'avenir.

    Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de Earth Institute, Université de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.




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