Tema

Skogsbränder både släcker och väcker liv

Risken för skogsbränder är stor, i delar av landet extremt stor. Farhågor finns för en upprepning av den heta brandsommaren 2018, som kan ha varit starten på en era med fler och större bränder i Sverige. Nu har forskare vid KTH tagit fram en algoritm som med hjälp av artificiell intelligens övervakar skogsbränder via radar.

Knappt hann bränderna i Amazonas lägga sig innan stora delar av Australien stod i lågor. Bränderna beräknas ha tagit livet av över en miljard djur och flera unika arter befaras ha utrotats.

Under våren följde sedan utbredda bränder i bland annat Sibirien, Polen och Thailand. Härnäst väntar den så kallade ”brandsäsongen” i USA där främst Kalifornien har drabbats hårt under de senaste åren. Ungefär samtidigt smygstartade den svenska säsongen med förhöjda brandrisker redan i april.

Blir inte som i Australien

Värmeböljan runt midsommar 2020 har gjort risken för bränder i skog och mark stor, på sina håll mycket stor. I östra delen av Sverige extremt stor. Farhågor finns för liknande scenarier som under den heta brandsommaren 2018.

Med tanke på vilka katastrofala följder skogsbränder kan ha både ekonomiskt och ekologiskt är det rimligt att fråga sig om de stora bränder vi har sett i Sverige de senaste åren kan komma att få lika förödande effekter som bränderna i Australien?

Med all sannolikhet inte, menar forskaren Mats Niklasson, vetenskaplig ledare på Nordens ark samt forskare på SLU.

– Det går inte att jämföra Australien med boreala områden. Det är ett mycket varmare ekosystem med högre temperatur, lägre luftfuktighet och mer lättantändlig vegetation. Till exempel är eukalyptus extremt brandbenäget och när du får extrema väder med 40 graders värme så exploderar det. Det finns inget i världen som kan stoppa dessa bränder.

Luften mättas av eldfängd olja

Eukalyptusträd dominerar i den australiska trädfloran. Den olja som utvinns från bladen innehåller antiinflammatoriska ämnen, och är giftig i större mängder. Men flera av de inhemska pungdjuren som koalor och possums tål att äta stora mängder. Varma dagar avdunstar eukalyptusoljan från träden, stiger uppåt och lägger sig som ett blått dis över landskapet. När luften är oljemättad sprider sig skogsbränder lätt och med stor hastighet genom trädkronorna. Träden klarar en skogsbrand bra, i själva verket är de flesta eukalyptusarter beroende av skogsbränder för sin spridning och har reservknoppar under barken. Vissa frön öppnar sig inte förrän vid hög temperatur eller brand. Flera djurarter som bara finns i Australien har påverkats kraftigt av de omfattande bränderna 2019-2020, och ligger i riskzonen att helt ha utrotats, bland annat då den redan inna allvarligt hotade koalan, vissa kängurur, borstsmygare, glansig kakadua och honungsfåglar (WWF).

Enligt Mats Niklasson krävs det en galopperande klimatförändring på 6-8 grader i Sverige för att vi överhuvudtaget ska behöva oroa oss för bränder liknande de i Australien. Och även då skulle det vara väldigt osannolikt.

– Det som har skett i Australien är fullständigt exceptionellt. I många länder har man varit duktiga på att stoppa bränder, vilket har skapat mycket material och ett buskigt landskap, vilket i sin tur är en grogrund för lättspridda bränder när det väl får fäste.

Naturen är redan anpassad

Sannolikheten är stor att antalet bränder kommer att bli både fler och större även i Sverige. Fram till 2010-talet brukade en vanlig skogsbrand omfatta några få hektar, men under brandsommaren 2018 ökade brändernas totala area signifikant på grund av att det var extremt torrt och varmt.

– Allt tyder på att det kommer att bli ännu torrare och varmare och då är bränder ofrånkomliga. Ser man elden som ett hot har vi varit lyckligt förskonade och branden 2018 var något helt nytt. Hade inte brandförsvaret varit tidigt ute hade de kunnat nå upp till 50 000 hektar, säger Mats Niklasson.

Brandrisksäsongen blir längre och startar tidigare

Brandrisksäsongen, alltså den period under året då det är risk för skogsbränder, kommer att öka med cirka 50 dagar i södra Sverige, och i norra Sverige med 10-30 dagar till år 2100. Östra Götaland samt ostligaste Svealand kommer då att ha en brandrisksäsong på 100 dagar och Öland och Gotland upp till 120 dagar. Den största förändringen när det gäller brandrisksäsongen är en tidigare start på året. 2100 beräknas säsongen i Östersjölandskapen att starta 40 dagar tidigare än idag.

Källa: Framtida perioder med hög risk för skogsbrand (MSB 2013)

Trots de dystra utsikterna finns det finns ingen anledning att oroa sig över vårt djur- och växtliv. Fram till för 200-300 år sedan var stora bränder inte något ovanligt i Skandinavien. Dels eldade människorna för att förbättra betet och odlingsförhållandena, dels fanns inget utbyggt brandförsvar som gjorde att man kunde släcka de bränder som uppkom på naturlig väg.

– Så länge det har funnits vegetation på jorden har det funnits bränder. Det har varit kanske en av de starkaste krafterna för evolution, vilket blir uppenbart när man tittar på vegetationen. Många arter är väldigt brandanpassade, till exempel eucalyptus, som till och med gynnas av bränder. Andra arter har utvecklat ett skydd mot brand, till exempel ek och tall som har en tjock och värmeisolerande bark, säger Mats Niklasson.

Tretåiga hackspettar utnyttjar läget efter storm och brand. Och hackar efter vedlevande insekter i skadade och döda träd. Favoritfödan är ett av skogsbrukets gissel, granbarkborrar. Bild: Alberto Chiarle / CC BY-SA

Den nödvändiga elden

Många ekosystem är anpassade till ständigt återkommande bränder orsakade av exempelvis blixtnedslag. I dessa miljöer är bränder i princip en nödvändighet för att det ska ske en föryngring av skogslandskapet och för att nya arter ska få en chans att breda ut sig. En del växters frön kräver de speciella förhållanden som uppstår i marken efter en skogsbrand för att de ska gro, till exempel och vissa insekter är beroende av bränd alternativt död ved för sin larvutveckling. En brand frigör även näringsämnen, till exempel kväve som då kan återvända till kretsloppet. Arter gynnas av den lövskog som växer upp efter branden, till exempel den tretåiga hackspetten som är en utpräglad specialist på barkborrar, samt älg och rådjur som lockas av den nya växtligheten.

Först dör djur- och växtlivet där skogsbränder drar fram. Men naturen letar sig snabbt tillbaka, först ut är organismer som är direkt beroende av eldsvåda för att uppstå. Ett år efter den stora skogsbranden i Västmanland 2014 hittades den ovanliga svampen Pyropyxis rubra. Den lilla skålssvampen hade aldrig tidigare skådats i området.

Källa: WWF och Svea skog

Radar ser genom rök

Trots att skogsbränder kan bidra till naturens mångfald och förnyelse är det också viktigt att snabbt kunna kartlägga var och när bränder uppstår och hur de sprids för att minska de ekonomiska skadorna. Därför har forskare vid Kungliga Tekniska Högskolan, KTH, tagit fram en metod för att övervaka skogsbränder via satellitradarsystem med hjälp av artificiell intelligens.

– 2017 till 2018 var jag gästforskare i Kanada som har tusentals skogsbränder varje sommar. De använde optiska satellitbilder, men bränderna var ofta osynliga på grund av rök och moln. Jag föreslog att de istället skulle använda radar för övervakning eftersom man då kan inhämta bilder dygnet runt och också ta bilder genom rök och eld. Vi började använda European Space Agencys Sentinel-1-konstellation som kan leverera bilder var tredje dag jämfört med veckor för optisk satellitdata, säger Yifang Ban, professor i geoinformatik vid KTH.

AI-baserad övervakning av en brand på Elephant Hill i Kanada, som bredde ut sig över 200 000 hektar under två månader. Bild: EO & AI4Wildfire

Inledningsvis trodde hon inte att metoden skulle bli aktuell i Sverige på grund av våra relativt blöta somrar, men när hon kom tillbaka i augusti 2018 var läget plötsligt annorlunda. Eftersom algoritmen utvecklades för större bränder i Kanada och Kalifornien behövde de dock först anpassa den till svenska förhållanden. Det fanns också ett behov av att göra metoden globalt tillämpad för att kunna hantera data från flera sensorer.

Det fortsatta forskningen fick stöd av bland annat KTH Digital Futures, Formas och European Space Agency och projektet EO & AI4Wildfire var fött.

– Ett AI-system måste tränas mycket innan den lär sig. Små bränder innebär lite träning så nu får den öva på data från svenska skogsbränder från 2018 för att lära sig känna igen även mindre bränder.

Minskar riskerna för skogsbränder

I Sverige idag används ofta markbaserade observationer samt flygövervakning med hjälp av helikoptrar för att övervaka bränder, vilket kan vara både riskabelt och problematiskt om det finns många bränder samtidigt. Fördelen med EO & AI4WIldfire är också att den kan se genom röken eller övervaka miljön på natten.

– Vi kommer att i nära realtid kunna ge svar på brandens utbredning och hur den sprider sig, vilket innebär att man kommer att kunna rikta resurserna mer effektivt. Om man får dagliga bilder behövs heller inga helikoptrar, vilket kommer att minska både risker och kostnader.

Omfattande bränder de senaste åren

  • Sverige 2018: 25 000 ha. Skador för 900 miljoner kronor
  • Kalifornien 2018: 800 000 ha.100 döda. Brandbekämpning kostade 950-1000 miljoner dollar.
  • Amazonas 2019:  > 40 000 wildfires, 1 400 000 ha. Utsläpp av 300 miljoner ton koldioxid.
  • Australien 2019-20: 18 600 000 ha. 34 döda. 900 miljoner ton koldioxid.

Källa: EO & AI4Wildfire

Text: Izabella Rosengren på uppdrag av forskning.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Skogsbränder både släcker och väcker liv

 lästid ~ 7 min