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Charakterisierung und Vorbeugung von menschlich verursachten
Waldbränden in einer sich verändernden Umwelt
Marco ConederaWSL Insubric Ecosystems Research GroupCH - 6500 Bellinzona
Waldbrände in den Schweizer Alpen
Waldbrandauslösungspunkte 1980-2009
Misch-Waldbrandregime (Bsp: Kt. Tessin, 1980-2009)
0
10
20
30
40
Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
gebrannte Fläche
Blitzschlag
Mensch
%
Waldbrände in den Schweizer Alpen
Folgen von Waldbränden in den Alpen
Vorübergehende Abminderung der Schutzwirkung
Folgen von Waldbränden in den Alpen
Vorübergehende Einschränkung der Schutzwirkung
Murgang (3500 m3)am 28. August 1997
Waldbrandam 15. März 1997
ArbeitshypotheseDurch die globale Veränderung werden Waldbrände immer heftiger und ausgedehnter:- Landnutzungsveränderung:
mehr Brandgut (Menge und Verteilung)
- Klimaveränderung:trockeneres und leichter entzündbares BrandgutLösungsansätze
Risikoanalyse und Vorbeugung:- Wo gibt es die grösste Entzündungsgefahr
- Wann gibt es das Risiko, dass Waldbrände heftig und ausgedehnt werden
WUI
ALPFFIRS
Mensch als zusätzlicher Einflussfaktor
R2 = 0.69
R2 = 0.68
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 5 10 15 20 25 30number of lightning-fires (June-August)
mea
n FW
I-val
ue (J
une-
Aug
ust)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
mea
n D
C-v
alue
(Jun
e-A
ugus
t)
Blitzschlagbrände vs Trockenheitsindex
R2 = 0.68
R2 = 0.67
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0.01 0.1 1 10 100 1000burnt area (lightning-fires) [ha]
mea
n FW
I-val
ue (J
une-
Aug
ust)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
mea
n D
C-v
alue
(Jun
e-A
ugus
t)
Mensch als zusätzlicher Einflussfaktor
Blitzschlagbrände vs Trockenheitsindex
Projekt 1: ALPFFIRSZiele:
- Entwicklung eines geeigneten Feuerwetterindex für die Alpen (inkl. für menschlich verursachte Brände)
- Alpenweite Waldbrand-Gefahrenskala- Mögliche künftige Waldbrandszenarien
Innovative Ansätze (Zusammenarbeit mit prof. C. Ricotta):- Modellieren der Waldbrand-Nische
(Niche Modelling approach)- Evaluation der Modelle nach kombinierten Kriterien: Anzahl
Brände und gebrannte Fläche
Projekt 1: ALPFFIRSTraditionelle (z.B. logistisch) vs Nischenmodellierung
logistisch
Gefahrenindex
false true
Projekt 1: ALPFFIRSTraditionelle (z.B. logistisch) vs Nischenmodellierung
logistisch
Gefahrenindex
false true
Nische
Gefahrenindex
true
GrundgesamtheitMarginalität
Spezifizität
Projekt 1: ALPFFIRSModell-Evaluation
AUCArea Under Curve
(Logarithmische) Summenkurve der gebrannten Fläche
Sens
itivi
ty =
true
pos
itive
/eff
ectiv
e po
sitiv
eSpecifity = true negative /
effective negative
AUCArea Under Curve
Intersect areaBest model considering the intersection between AUC and logarithmic area burned curve.
Projekt 1: ALPFFIRSBeispiel aus den ersten provisorischen Resultaten
TICINO winter TICINO summer natural TICINO summer anthropogenic
GLM angstroem+rs+munger+emcfa+petthorn_camargo+orieuxdanger+m68+ffdi bui+petthorn_pereira+orieuxdanger emc+munger+rn
Maxent (Linear Features)
rs+munger+emcfa+r+petthorn_camargo+m68 bui+petthorn_pereira+orieuxdanger emc+munger+rn
Maxent (All Features)
angstroem+munger+r+petthorn_camargo+m68+ffdi
nesterov+petthorn_pereira+ffdi+rn+m68
emc+munger+petpen+ffdi+rn+m68+ifa
TICINO winter TICINO summer natural TICINO summer antrhopogenic
GLMtmax+tdew15+vpd+u15+rainsum+p15+cc+a
gerainevent_2_20+lastrainsum+lastrainsum_2_20
tmax+u+u13+u15+lastrainsum+lastrainsum_2_20
h+u+agerainevent_2_20+lastrainsum_2_20
Maxent (Linear Features)
tmax+tdew15+vpd+rainsum+p15+cc+agerainevent_2_20+lastrainsum_2_20 tmax+u+u13+u15+cc+weekrain h+u+agerainevent_2_20+lastrain
sum_2_20
Maxent (All Features)
tmax+vpd+u+rainsum+cc+agerainevent_2_20+lastrainsum+lastrainsum_2_20
tmax+tdew12+vpd+u13+p13+cc+lastrainsum_2_20
t13+tdew+h+u+u15+cc+agerainevent_2_20+weekrain+lastra
insum+lastrainsum_2_20
Mit Kombinationen aus Waldbrandgefahrenindexes
Mit Kombinationen von Meteoparametern
Projekt 2: WUIWUI Wildland-Urban InterfaceGebiete wo Häuser, Strassen und andere menschliche Infrastrukturen mit der brennbaren Vegetation im direkten Kontakt stehen oder gar verzahnen.
Mediterranean WUI S-Alpine WUI
Siedlungen Landwirtschaft /offene Flächen Wald
N-Prealps WUI
Projekt 2: WUIWUI im Alpinen KontextWelche Rolle spielen die verschiedenen Faktoren(WUI, Vegetationstyp, Vegetationszustand, Gelände-morphologie, …) bei der Entfachung von Waldbränden?
- Startkoordinaten der Waldbrände (1990-2010) Swiss fire database
- Distanzen zu Gebäuden, Strassen, Wegen, Weinreben Vector 25- Höhenlage, Exposition, Neigung DHM 25
- Dominante spektrale Klasse- Median von NDVI, NDBSI, Brightness (1985-2010)
Landsat
(- NDVI und NIR Textur Homogenität Ikonos )
Suche nach den relevanten Parametern:General Additive Modeling (GAM)
Projekt 2: WUIGAM, ganzer Tessin
Adjusted R2 = 0.48
Distanz zur nächsten Infrastruktur
Adjusted R2 = 0.31
Projekt 2: WUIGAM, Buffer 270 m zur nächsten Infrastruktur
Distanz zur nächsten Infrastruktur
Adjusted R2 = 0.30
Projekt 2: WUIGAM, Buffer 185 m zur nächsten Infrastruktur
Distanz zur nächsten Infrastruktur
Adjusted R2 = 0.24
Projekt 2: WUIGAM, Buffer 95 m zur nächsten Infrastruktur
Distanz zur nächsten Infrastruktur
Projekt 2: WUIAlpine-WUI als kumulative Kurve (% Waldbrände)
TI
VS
GRignition points
random points
m
180 m
300 m
485 m
Projekt 2: WUIAlpine-WUI als kumulative Kurve (% Waldbrände)
180 m
m
248 mWinter
Sommer
Marco Conedera, WSL
ALPFFIRS:Boris Pezzatti, WSLThomas Zumbrunnen, WSLMaruska Anzini, WSLEliseo Zarro, WSLAntonella de Angelis, WSLCarlo Ricotta, Uni Roma
WUI:Damiano Torriani, WSLLorenzo Oleggini, WSL / ETHZFrancesco Holecz, SARMAPMarj Tonini, Uni LausanneCarmen Vega, Uni Lausanne
