Future climate change impact on wildfire danger over the Mediterranean
Authors: Ροβιθάκης Αναστάσιος 
Published: July 2024

Αυτή η διατριβή μελετά τον αναμενόμενο αντίκτυπο της κλιματικής αλλαγής στον κίνδυνο πυρκαγιάς στην Ελλάδα, χρησιμοποιώντας μετεωρολογικούς δείκτες και τεχνικές μοντελοποίησης της ατμόσφαιρας και της γης. Τα αποτελέσματα από αυτήν τη διατριβή υπογραμμίζουν τις πολυδιάστατες προκλήσεις που θέτουν η κλιματική αλλαγή και οι πυρκαγιές στις μεσογειακές περιοχές και ιδιαίτερα στην Ελλάδα. Η προβλεπόμενη αύξηση του κινδύνου πυρκαγιάς λόγω της κλιματικής αλλαγής απαιτεί ισχυρές στρατηγικές διαχείρισης πυρκαγιών και προσαρμοστικές πολιτικές. Η ενσωμάτωση μοντελοποίησης της ατμόσφαιρας και της γης, όπως με τα μοντέλα WRF-Chem και JULES-INFERNO, μπορεί να παρέχει πολύτιμες προβλέψεις και να καθοδηγεί αποτελεσματικές παρεμβάσεις. Καθώς οι κλιματικές συνθήκες συνεχίζουν να εξελίσσονται, η συνεχής παρακολούθηση και προσαρμοστική διαχείριση θα είναι απαραίτητες για τον μετριασμό των αρνητικών επιπτώσεων των πυρκαγιών στα οικοσυστήματα, την ανθρώπινη υγεία και την οικονομία. Η πρώτη εργασία "Future climate change impact on wildfire danger over the Mediterranean: the case of Greece" επικεντρώνεται σε τρία Σενάρια Αντιπροσωπευτικής Συγκέντρωσης (RCPs): RCP2.6 (αισιόδοξο), RCP4.5 (μέτριο) και RCP8.5 (απαισιόδοξο) για τη μελέτη της επίδρασής τους στον μελλοντικό κίνδυνο πυρκαγιών. Τα ευρήματα δείχνουν σημαντική αύξηση του κινδύνου πυρκαγιάς σε όλη την Ελλάδα, ιδιαίτερα σε περιοχές υψηλού κινδύνου όπως η Κρήτη, τα νησιά του Αιγαίου, η περιοχή της Αττικής και τμήματα της Πελοποννήσου. Οι προβλέψεις δείχνουν ότι, σύμφωνα με το σενάριο RCP8.5, αυτές οι περιοχές είναι πιθανό να υποστούν έως και 40 επιπλέον ημέρες κρίσιμου κινδύνου πυρκαγιάς έως τα τέλη του 21ου αιώνα σε σύγκριση με τα τέλη του 20ού αιώνα. Η μελέτη τονίζει τη σημασία των τοπικών ορίων επικινδυνότητας του Δείκτη Καιρικών Συνθηκών Πυρκαγιάς (FWI) λόγω των διαφορετικών κλιματικών συνθηκών ανά περιοχή. Αναμένεται επίσης η επέκταση της περιόδου πυρκαγιάς, με ορισμένες περιοχές να υποστούν αύξηση έως και 40 ημερών στο χειρότερο σενάριο. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε υψηλότερη συχνότητα πυρκαγιών καθώς και σε επιπτώσεις στην υγεία από εκπομπές σωματιδίων. Η δεύτερη μελέτη "Wildfire Aerosols and Their Impact on Weather: A Case Study of the August 2021 Fires in Greece Using the WRF-Chem Model" διερευνά τον αντίκτυπο των αερολυμάτων που εκλύθηκαν από τις καταστροφικές πυρκαγιές του Αυγούστου 2021 στην Ελλάδα στα τοπικά καιρικά φαινόμενα, χρησιμοποιώντας το μοντέλο Έρευνας και Πρόγνωσης Καιρού με Χημεία (WRF-Chem). Η μελέτη επικεντρώνεται στο πώς τα αερολύματα των πυρκαγιών επηρεάζουν τη θερμοκρασία, μεταξύ άλλων ατμοσφαιρικών μεταβλητών. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι αυτά τα αερολύματα τροποποιούν σημαντικά τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, οδηγώντας σε μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια, η οποία με τη σειρά της μειώνει τις επιφανειακές θερμοκρασίες. Επιπλέον, η μελέτη διαπιστώνει ότι τα αερολύματα στον καπνό μπορούν να απορροφούν ηλιακή ακτινοβολία, οδηγώντας στη δημιουργία ανοδικής κίνησης του αέρα καθώς και σε απομακρυσμένη ανατροφοδότηση ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας μακριά από τον καπνό, όπου η πίεση αυξάνεται για να αντισταθμίσει τη χαμηλότερη πίεση πάνω από την περιοχή με τον καπνό, με αποτέλεσμα την αύξηση των επιφανειακών θερμοκρασιών σε αυτές τις περιοχές. Η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία της ενσωμάτωσης δεδομένων αερολυμάτων στα μοντέλα πρόγνωσης καιρού για τη βελτίωση της ακρίβειας των προβλέψεων καιρού κατά τη διάρκεια γεγονότων πυρκαγιάς και την ενίσχυση των στρατηγικών απόκρισης εκτάκτου ανάγκης. Συνδέοντας τις δύο πρώτες μελέτες, η τρίτη η οποία έχει τίτλο “Automatic smoke plume detection using satellites” διερευνά την ανίχνευση και ανάλυση αερολυμάτων που εκλύονται από πυρκαγιές στην Ελλάδα χρησιμοποιώντας δορυφορικά προϊόντα όπως θερμικές ανωμαλίες και οπτικό βάθος αερολύματος (AOD), σε συνδυασμό με τον Καναδικό Δείκτη Καιρού Πυρκαγιάς (FWI) που παράχθηκε από τα ευρέως χρησιμοποιημένα καιρικά δεδομένα MERRA reanalysis. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν καθώς παρέχουν μακροπρόθεσμη συνεχή υψηλή χρονική και χωρική ανάλυση απαραίτητη για τις περιφερειακές κλιματικές μελέτες. Ενσωματώνουν επίσης παρατηρήσεις από δορυφόρους και επίγειους σταθμούς δημιουργώντας ένα αξιόπιστο σύνολο δεδομένων που χρησιμοποιεί μια συνεπή μεθοδολογία απαραίτητη για την καταγραφή των τάσεων των κλιματικών δεδομένων. Η έρευνα επιχειρεί να διαχωρίσει και να επιλέξει τα αερολύματα που σχετίζονται με τη φωτιά και να δημιουργήσει μια σχέση μεταξύ των επιπέδων AOD και των δασικών πυρκαγιών χρησιμοποιώντας μια ποικιλία τεχνικών φιλτραρίσματος. Τα ευρήματα δείχνουν ότι μια αξιόπιστη τεχνική για την παρακολούθηση των εκπομπών δασικών πυρκαγιών είναι ο συνδυασμός της ανίχνευσης θερμικών ανωμαλιών με το φιλτράρισμα AOD με βάση το 99ο εκατοστημόριο των μετρήσεων. Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν πώς η ενσωμάτωση δορυφορικών δεδομένων μπορεί να βελτιώσει την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα και τον εντοπισμό των δασικών πυρκαγιών, ειδικά σε περιοχές όπου εμφανίζονται συχνά πυρκαγιές. Η τέταρτη έρευνα "Estimating future burnt area changes over Greece using the JULES-INFERNO model" εξετάζει τον ρόλο των κλιματικών συνθηκών καθώς και την εξέλιξη των διαφορετικών τύπων βλάστησης για την εκτίμηση των μελλοντικών τάσεων καμένης έκτασης στην Ελλάδα, χρησιμοποιώντας τον Προσομοιωτή Περιβάλλοντος Γης του Ηνωμένου Βασιλείου (JULES). Η μελέτη εξάγει το συμπέρασμα ότι, με στατική κάλυψη βλάστησης, η καμένη έκταση προβλέπεται να αυξηθεί παντού στην Ελλάδα λόγω τις ύπαρξης πιο ξηρών κλιματολογικών συνθηκών στο μέλλον. Ωστόσο, όταν η βλάστηση ορίζεται να αλλάζει δυναμικά, η συνολική καμένη έκταση είναι σχετικά μικρότερη, με τις κύριες αγροτικές περιοχές της χώρας να παρουσιάζουν ακόμα και μείωση στην καμένη έκταση. Τα σενάρια υψηλών εκπομπών δείχνουν σημαντική αύξηση της πιθανότητας πυρκαγιών, με εκτίμηση για έως και 1000 επιπλέον μεγάλα περιστατικά πυρκαγιών σε μια μελλοντική περίοδο 20 ετών (2030-2040) and (2080-2090) σε όλη την Ελλάδα, με την ανατολική ηπειρωτική Ελλάδα να είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη περιοχή, τονίζοντας την επείγουσα ανάγκη μετριασμού της κλιματικής αλλαγής. Οι μελλοντικές προβλέψεις με στατικές προσομοιώσεις βλάστησης οδήγησαν σε μέση αύξηση 0,8 km² στις καμένες εκτάσεις. Ενώ οι δυναμικές προσομοιώσεις βλάστησης προέβλεψαν αύξηση κατά 0,3 km², καθώς σε αυτές οι καμένες περιοχές είναι λιγότερο πιθανό να καούν ξανά, δείχνοντας το σημαντικό αντίκτυπο της εξέλιξης της βλάστησης στον προσδιορισμό των μελλοντικών καμένων εκτάσεων.