ICFBR 2011International Conference on Fire Behaviour and RiskAlghero, Italy - October 4-6, 2011CF.9 - Climate-induced fire danger potential pre<strong>di</strong>cted in the Altai-Sayan mountains, Central Asia, during theHoloceneParfenova E.I. 1 , Tchebakova N.M. 1 , Blyakharchuk T.A. 21. V.N. Sukachev Institute of Forest, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Academgorodok, 660036 Krasnoyarsk, Russia;2. Institute for Monitoring Climatic and Ecological Systems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Akademichesky Prosp.10/3, 643055 Tomsk, Russialyeti@ksc.krasn.ru, tarun5@rambler.ruFire is largely under the control of weather and climate. Modern satellite and ground data show an increase in extreme fireseasons, which coincides with the warmer and longer fire seasons of the contemporary climate in Siberia. Under future climatechange, fire frequency, fire severity, area burned and fire season length are pre<strong>di</strong>cted to increase in boreal regions. Frompalinological data in the south of Siberia, large amounts of charcoal are found in deposits associated with large fires duringforest-to-steppe transitions induced by climate warming in the past. Our goal is to pre<strong>di</strong>ct high fire danger periods in the past,present and future over a vast mountain country, Altai-Sayan mountains in Central Asia, using <strong>di</strong>fferent climate changescenarios from 10,000 years before the present (BP) through the present to 2080 AD. To estimate potential fire danger forpast, present and future climates, we developed a linear regression model (R 2 =0.52) that relates an annual number of dayswith high fire danger (Nesterov index is greater than 4,000) to annual moisture index, a ratio between growing degree-daysabove 5°C to annual precipitation, charaterising dryness/wetness of the climate. Climate change scenarios were derived: 1)from pollen data in the past; 2) from weather station record data in the present; 3) from A2 and B1 HadCM3 scenarios (theHadley Centre) in the future, which reflect the largest and lowest temperature increase by 2080 correspon<strong>di</strong>ngly. In the past,at 10,000 BP and 3,200 BP, under colder and dryer climate, forests covered only 30% of the area and 30-40 high fire dangerdays occurred on about 55% of the forest area and 40-50 high fire danger days occurred on 35% of the forest area. Between8,000-5,300 BP, under warm and moist climates, forests covered about three quarters of the Altai-Sayan mountains, mainly inthe northern half. About 30-40 high fire danger days occurred on 60% of the entire forest area and 40-50 days occurred onan area half that size. As current climate changed in the last half of the century, 1960-2010, a number of high fire danger dayswas pre<strong>di</strong>cted to increase 10 days. In the future warmer and dryer climate, the number of high danger days 40-50 wouldprevail on 60% of the forest area in the B1 scenario and on 70% of the forest area in the A1 scenario. A dryer climate wouldresult in increased tree mortality in the transition between forest and steppe, thus increasing fire fuel accumulation. Whensuperimposed, both factors, fuel load and fire weather create high risks of large fires escalation. Thus, in the future, fires arepre<strong>di</strong>cted to be more severe and extended than in the past, because future climates are pre<strong>di</strong>cted to be warmer and dryer, incomparison to the past warmer and wetter climate.Keywords: climate change, forest fires, Holocene, steppeGli incen<strong>di</strong> sono in gran parte controllati da meteo e clima. I dati moderni satellitari e terrestri mostrano un aumento dellestagioni favorevoli agli incen<strong>di</strong>, che coincidono con stagioni <strong>degli</strong> incen<strong>di</strong> più calde e più lunghe del clima contemporaneodella Siberia. A causa dei cambiamenti climatici futuri, si prevede un aumento della frequenza <strong>degli</strong> incen<strong>di</strong>, della loro gravità,dell'area bruciata e della lunghezza della stagione <strong>degli</strong> incen<strong>di</strong> nelle regioni boreali. Dai dati palinologici della Siberiameri<strong>di</strong>onale, gran<strong>di</strong> quantità <strong>di</strong> carbone si trovano in depositi associati a gran<strong>di</strong> incen<strong>di</strong> durante i passaggi da foresta a steppaprovocati dal riscaldamento climatico nel passato. Il nostro obiettivo è <strong>di</strong> prevedere perio<strong>di</strong> <strong>di</strong> pericolo elevato <strong>di</strong> incen<strong>di</strong> nelpassato, presente e futuro in un paese montuoso vasto, i monti <strong>di</strong> Altai-Sayan nell'Asia Centrale, utilizzando <strong>di</strong>versi scenari <strong>di</strong>cambiamenti climatici da 10,000 anni prima del presente (BP), attraverso il presente e fino al 2080. Per stimare un potenzialepericolo d'incen<strong>di</strong>o per i climi del passato, presente e futuro, abbiamo sviluppato un modello <strong>di</strong> regressione lineare (R 2 =0.52)che collega un numero annuo <strong>di</strong> giornate con un rischio <strong>di</strong> incen<strong>di</strong> elevato (l'in<strong>di</strong>ce <strong>di</strong> Nesterov è maggiore <strong>di</strong> 4,000) all'in<strong>di</strong>ce<strong>di</strong> umi<strong>di</strong>tà annuale, un rapporto tra il valore crescente <strong>di</strong> gra<strong>di</strong>-giorno sopra i 5°C con le precipitazioni annue, checaratterizzano la secchezza/umi<strong>di</strong>tà del clima. Sono stati ottenuti scenari <strong>di</strong> cambiamenti climatici: 1) dai dati del polline peril passato, 2) dai dati registrati dalle stazioni meteo per il presente, 3) dagli scenari dell‘A2 e B1 HadCM3 (il Centro Hadley)per il futuro, che riflettono rispettivamente l'aumento della temperatura più alto e più basso per il 2080. In passato, a 10,000BP e 3,200 BP, con climi più fred<strong>di</strong> e asciutti, le foreste coprivano solo il 30% della superficie e si avevano 30-40 giorni <strong>di</strong>pericolo elevato <strong>di</strong> incen<strong>di</strong> su circa il 55% della superficie boschiva e 40-50 giorni <strong>di</strong> pericolo elevato <strong>di</strong> incen<strong>di</strong> sul 35% dellasuperficie boschiva. Tra 8,000-5,300 BP, in climi cal<strong>di</strong> e umi<strong>di</strong>, le foreste coprivano circa tre quarti dei Monti Altai-Sayan,principalmente nella metà settentrionale. Circa 30-40 giorni <strong>di</strong> pericolo elevato <strong>di</strong> incen<strong>di</strong> si verificavano sul 60% dell'intera82
ICFBR 2011International Conference on Fire Behaviour and RiskAlghero, Italy - October 4-6, 2011area forestale e 40-50 giorni su un'area grande la metà. Poiché il clima attuale è cambiato nella seconda metà delsecolo, 1960-2010, si è previsto che il numero <strong>di</strong> giorni <strong>di</strong> pericolo elevato <strong>di</strong> incen<strong>di</strong> aumenterà <strong>di</strong> 10 giorni. Nelclima futuro più caldo e secco, il numero <strong>di</strong> 40-50 giorni <strong>di</strong> pericolo elevato <strong>di</strong> incen<strong>di</strong> sarebbe prevalente sul 60%della superficie forestale nello scenario B1 e sul 70% della superficie forestale nello scenario A1. Un clima più seccoprovocherebbe una maggiore mortalità <strong>degli</strong> alberi nella transizione tra foresta e steppa, aumentando così l'accumulo<strong>di</strong> combustibile per gli incen<strong>di</strong>. Quando sovrapposti, entrambi i fattori, carico <strong>di</strong> combustibile e con<strong>di</strong>zioni meteofavorevoli, creano un rischio elevato <strong>di</strong> aumento <strong>di</strong> incen<strong>di</strong> <strong>di</strong> gran<strong>di</strong> <strong>di</strong>mensioni. Così, in futuro, si prevede che gliincen<strong>di</strong> saranno più gravi ed estesi rispetto al passato, perché i climi futuri saranno più cal<strong>di</strong> e secchi, rispetto ai climipiù cal<strong>di</strong> e umi<strong>di</strong> del passato.L‘incen<strong>di</strong>e est largement sous le contrôle du climat et du temps. Les données au sol et satellitaires modernesmontrent une augmentation des saisons d‘incen<strong>di</strong>es extrêmes qui coïncident avec les saisons d‘incen<strong>di</strong>e plus chaudeset plus longues du climat contemporain en Sibérie. Sous l‘effet du futur changement du climat, on prévoit unecroissance de la fréquence, de la gravité des incen<strong>di</strong>es, de la zone brûlée et de la durée de la saison des incen<strong>di</strong>es dansles régions boréales. À partir des données palynologiques, de grands volumes de charbon sont trouvés, dans le sud dela Sibérie, en dépôts, associés aux grands incen<strong>di</strong>es pendant les transitions de la forêt à la steppe, provoqués par leréchauffement du climat dans le passé. Notre objectif est de prévoir les hautes périodes de risque d‘incen<strong>di</strong>e dans lepassé, le présent et le futur dans un grand pays montagneux — les montagnes Altai-Sayan en Asie centrale — enutilisant les scénarios de changements climatiques de 10,000 ans dans le passé (BP), le présent, et jusqu‘en 2080(AD). Pour estimer le risque d‘incen<strong>di</strong>e potentiel pour des climats dans le passé, le présent et le futur, nousdéveloppons un modèle de régression linéaire (R 2 =0.52) qui lie un nombre annuel de jours au grand risqued‘incen<strong>di</strong>e (l‘in<strong>di</strong>ce Nesterov est supérieur à 4,000) à l‘in<strong>di</strong>ce d‘humi<strong>di</strong>té annuel, un coefficient entre le degrécroissant jours au-delà de 5°C et les précipitations annuelles, caractérisant la sécheresse/humi<strong>di</strong>té du climat. Lesscénarios de changement climatique ont été dérivés: 1) à partir des données de pollen dans le passé; 2) à partir desdonnées enregistrées par la station météorologique jusqu‘à présent; 3) à partir des scénarios A2 et B1 HadCM3 (leCentre Hadley) dans le futur, qui reflète la plus grande augmentation de température jusqu‘en 2080. Dans le passé, à10,000 BP et 3,200 BP, sous un climat froid et sec, les forêts couvraient seulement 30% de la zone qui a connu 30-40 jours de haut risque d‘incen<strong>di</strong>e sur environ 55% de la zone forestière, et 40-50 jours de haut danger d‘incen<strong>di</strong>esur 35% de zone forestière. Entre 8,000-5,300 BP, sous des climats chauds et humides, les forêts couvraient environtrois quarts des monts Altai-Sayan, principalement dans la moitié nord. Environ 60% de toute la zone forestière aconnu environ 30-40 jours de haut risque d‘incen<strong>di</strong>e et 40-50 jours sur une zone de la moitié de cette superficie. Leclimat actuel ayant changé dans la dernière moitié du siècle (1960-2010), l‘on a fait une prévision d‘augmentation de10 jours sur les jours de haut risque d‘incen<strong>di</strong>e. Dans le futur, un climat plus chaud et plus sec, le nombre de 40-50jours de haut risque prédominera sur 60% de la zone forestière dans le scénario B1 et sur 70% de la zone forestièredans le scénario A1. Un climat plus sec entraînera une augmentation de la mortalité des arbres dans la transitionentre la forêt et la steppe, soit une croissance de l‘accumulation du combustible. Lorsque ces deux facteurs – chargecombustible et climat d‘incen<strong>di</strong>e – se superposent, ils créent de hauts risques d‘aggravation de grands incen<strong>di</strong>es. Parconséquent, dans le futur, on prévoit des incen<strong>di</strong>es plus graves et répandus que dans le passé, parce que les climatsfuturs seront plus chauds et plus secs, comparés aux climats plus chauds et plus humides du passé.SESSION 3: Climate and Fires83