De tekniska verktygen hjälper till att hämma skogsbränder

Mitt i natten i oktober förra året rammade en misstänkt berusad 26-åring sin Toyota Corolla i en elstolpe, klippa den på mitten. En sheriff i Kalifornien som var ledig, som körde på samma sträcka av Orange Countys Santiago Canyon Road, såg det resulterande eldklotet i sin backspegel. När sheriffen kom till vraket med en brandsläckare hade föraren redan hjälpts ut ur Toyota, men bilens explosion hade bränt borsten på sidan av vägen, och glöden klättrade snabbt uppför kulle. Om branden hoppade över motorvägen skulle mer än 4 000 människor behöva evakueras och över 1 500 hem skulle vara i vägen.

Precis som med Santiago Canyon-incidenten börjar de flesta skogsbränder med mänsklig teknik, som värmen från en bilbrand eller gnistan från en elektrisk ledning. Camp Fire 2018 – den dödligaste branden i Kaliforniens historia, som tog nästan ett år att stoppa helt – orsakades av en 100 år gammal elektrisk transmissionsledning. 2018 års Ferguson-brand, som brann i tre olika skogar och orsakade över 118 miljoner dollar i skador, började med ett fordons felaktiga katalysator.

Klimatförändringarna har också gjort sommaren längre och vintern och våren kortare. Den amerikanska skogsbrandsäsongen varade från juli till oktober, men nu sträcker sig säsongen långt bortom dessa månader. Skiftande vädermönster har också ökat mängden vind, vilket gör eldslågor hetare och mindre förutsägbara. Plus att fler utvecklare bygger i områden som en gång var avskilda skogsmarker, vilket innebär att fler liv och byggnader går förlorade. Den framgångsrika kampen mot Santiago-branden visar hur den kommande brandsäsongen kan utkämpas annorlunda än tidigare.

Brandbekämpning med FIRIS

Ett par månader före branden i Santiago Canyon lanserade Orange County Fire Department (OCFD) ett pilotprogram för en ny brandbekämpning verktyg dubbat FIRIS: Fire Integrated Real-Time Intelligence System. FIRIS-teamet svarar så fort en brand kommer in och sätter in ett plan för att kartlägga lågornas omkrets, skicka en realtidsström av hot spots och, med hjälp av artificiell intelligens, förutsäga hastigheten och riktningen för sprida.

"Vi var lika oroliga som fan", minns Orange Countys brandchef Brian Fennessy om brusbranden i Santiago. "Vi hade potentialen för tusentals att vara i vägen inom en timme."

Brandkåren skickade en besättning till Santiago Canyon klockan 03:44, och den anlände 12 minuter senare. Vid det laget täckte lågorna ungefär ett halvt tunnland.

Santa Ana-vindarna gav utbrottet mycket syre att växa. "Om du tid en fem tunnland brand i en minut, är det inte 10 på två minuter, det är 18," säger Joel Lane, som flög i en helikopter över branden den natten. "Tre minuter, det är 47. Fem minuter, det är över 100 hektar."

Lanes helikopter var utrustad med en infraröd kamera, som fångade brandmännen som duschade över motorvägen. Om lågorna överbryggade vägen skulle mer utrustning och räddningstjänst behöva tillkallas och brandmännen skulle behöva fokusera på att skydda strukturer och liv utöver skogsbranden.

Att det var en torsdagskväll komplicerade saken ytterligare. Evakuering av arbetsveckor är knepigt. Inom några timmar skulle pendlare vara på väg ut, skolbussar skulle plocka upp barn, och all omläggning av motorvägen skulle komma med upprörda förare och höga tutningar.

"Brandmän blir långsammare när en brand blir större", förklarar Lane, som har stött tillbaka bränderna i 40 år. "Och det händer en exponentiell hastighet."

Flygande ovanför Lane var ett plan med fast vingar som samlade in data för FIRIS-systemet. Information om brandens intensitet och växternas fuktnivå skickades tillbaka till University of California, San Diego (UCSD), där en superdator som använder FARSITE-programmet analyserade backens lutning, vindhastigheten och andra väderförhållanden som kan komma in i spela. Programmet uppskattar hur branden kommer att växa i 30-minuterssteg.

Över hela USA har flera brandkårer liknande brandbeteendeprogram som använder bilder tagna från satelliter och bergstoppskameror, men få har en sådan realtidsanalys. För flera år sedan kunde en brandkompanis incidentchef (IC) ha stirrat på ena sidan av branden i Santiago Canyon och spottade om de resurser som behövs för att stoppa infernot, utan att veta vad som hände på andra sidan bergsrygg.

"Vad som skiljer FIRIS-systemet åt är att vi fysiskt står vid med ett brandbekämpningsflygplan för en första attack", förklarar Fennessy. Informationen från UCSD vidarebefordras sedan till en IC på marken via mobiltelefonvisual, som har diskussioner med experterna som flyger ovanför. Under branden i Santiago uppskattade FARSITE att vid 05:04 skulle branden täcka 593 hektar och påverka en befolkning på 4 143 och 1 541 hus. Vid 06:04 skulle dessa siffror växa till 1 174 hektar, 8 569 personer och 3 246 hus. Informationen innehöll också förslag på var och när man skulle evakuera lokalbefolkningen.

Tidigt på torsdagsmorgonen beslutade IC att attackera Santiago Canyon Fire från ovan med två vattendroppande helitankers, som kan regna upp till 1 000 liter H2O med varje leverans. De får stöd av flera räddare på marken. Lane tänkte att om elden varade bortom soluppgången, då temperaturen på luften och växterna skulle både öka, ytterligare fyra helikoptrar, fyra helitankers och ett attackplan skulle också bli det behövs.

Slå den med allt du har

"Hela strategin är att slå hårt med allt du har", förklarar Fennessy. "För att om du kommer utanför det första tidsfönstret blir branden så stor nu att du kommer att behöva mycket annan hjälp."

Under de senaste fyra decennierna har Fennessy varit en brandman, skogsbränder har blivit mycket mer intensiva. Kaliforniens många år av torka har skapat mycket "bränsle" som inte har sköljts bort av de senaste regnen. Mellan 1927 och 2013, mängden brännbar mark fördubblats över hela världen.

Skogsbränder ökar också över hela USA. När vi ser tillbaka på de senaste 50 åren har de värsta skogsbränderna alla inträffat under det senaste decenniet. En analys från handelsdepartementet från 2017 uppskattade kostnaden för dessa årliga infernon mellan 71 och 347 miljarder dollar.

Med tanke på hur snabbt bränder sprids måste små team nu reagera snabbt på stora bränder, säger Brian Collins, vd för Interterra, företaget som utvecklat en mjukvara som FIRIS-systemet använder. Samma program används också men National Interagency Fire Center, som svarar på vildmarksbränder över hela landet. Collins ligger i Colorado och noterar att många brandproblem som har drabbat Kalifornien snabbt sprider sig till resten av väster, inklusive Washington, Oregon och Colorado.

Bortom vattnet

FIRIS är inte den enda nya tekniska brandmän som använder för att trycka tillbaka och begränsa skogsbränder. Orange County-företaget använder också drönare för att kartlägga skador under och efter en brand. Till exempel, efter att en brand nyligen i en hundraårig kyrka släcktes, behövde OCFD kontrollera möjliga orsaker och avgöra om alla hade tagit sig därifrån levande. Kyrkans återstående väggar riskerade dock att kollapsa, så istället för att sätta liv på spel skickade de in en liten drönare för att undersöka vraket.

Inte alla de senaste brandbekämpningsinnovationerna är heller maskiner. 2019 utvecklade Stanfords materialforskare Eric Appel en miljövänlig flamskyddsgel gjord av cellulosapolymerer och kolloidala kiseldioxidpartiklar som kan sprayas på träd, gräs och annan vegetation - och förblir på plats under hela branden säsong. Liknande geler försvinner ofta efter en handfull timmar.

Kostnaden för inneslutning

Vid 5 på morgonen hade Santiago Canyon-branden svällt till fem hektar. Genom en infraröd lins glödde det som lava. På den närliggande motorvägen rusade bilar förbi en tjock rad brandbilar och polisbilar parkerade vid sidan av vägen, lamporna blinkade. De två helitankers cirklade runt och genom elden, om och om igen. Under den kommande timmen skulle de göra 24 droppar och lossa 14 500 liter vatten över infernot, så småningom tämja en sjö av lågor till ett lapptäcke av heta fläckar som släcktes av marken besättning. Enligt Lanes rapport om incidenten kostade bara luftkraften för Santiago-branden 27 100 dollar. Om den inte hade varit innesluten i den första attacken och förlängts till den andra dagen, skulle prislappen för flygkraften ha ökat till $391 000.

"Det är omöjligt att spendera för mycket pengar på dag ett om du inte spenderar något spel på dag två," säger Lane, som har varit tvungen att försvara kostnaderna för användning av helitanker och flygplan flera gånger i sin brandbekämpning karriär. "Du kan spendera mycket pengar på kort tid med vilda bränder."

Det 150 dagar långa pilotprogrammet FIRIS avslutades i januari och ansågs vara en stor framgång. Flera diskussioner har föreslagit lansering av ett parallellt program i norra Kalifornien. Pilotprogrammet kostade 4,5 miljoner dollar och höll ett plan i beredskap 12 timmar om dygnet. Med en andra startramp kan det potentiellt finnas 24-timmars täckning i hela landet. Sedan slog covid-19 till och staten måste nu ta reda på vilka budgetar som ska skäras ned. Fennessy förutspår att ett statligt program som svarar under brandsäsongsmånaderna kommer att kosta cirka 7 miljoner dollar, men de kan också upprepa det Orange County-baserade systemet för 4,5 miljoner dollar. Han är övertygad om att systemet kommer att finansieras i mitten av juli, början av brandsäsongen, men är inte säker på hur mycket.

När det gäller föraren som orsakade branden i Santiago Canyon, Eric Lopez, vägrade han nykterhetstest innan han omhändertogs av polisen och åtalades för misstänkt DUI.

Redaktörens rekommendationer

• Brandsläckningsgel kan sprayas på skogsområden före brandsäsongen