Fuel types and potential fire behavior in Sardinia and Corsica

ICFBR 2011
International Conference on Fire Behaviour and Risk
Alghero, Italy - October 4-6, 2011
PR.2 - Fuel types and potential fire behavior in Sardinia and Corsica islands: a pilot study
Duce P.1, Pellizzaro G.1, Arca B.1, Bacciu V.2,3, Salis M.2,3, Spano D.2,3, Santoni P.A.4, Barboni T.4,
Leroy V.4, Cancellieri D.4, Leoni E.4, Ferrat L.4, Perez Y.4
1. National Research Council of Italy, Institute of Biometeorology (CNR-IBIMET), Sassari, Italy; 2. Department of
Economics and Woody Plant Systems (DESA), University of Sassari, Italy; 3. Euro-Mediterranean Center for Climate
Changes, IAFENT Division, Sassari, Italy; 4. SPE UMR 6134 CNRS – University of Corsica, Campus Grimaldi BP 52,
20250 Corte, France
[email protected], [email protected], [email protected]
Keywords: Proterina-C, fuel characteristics, potential fire behavior
Gli incendi boschivi rappresentano una seria minaccia per foreste e aree boscate nelle aree del bacino del
Mediterraneo. Negli ultimi dieci anni in Spagna, Portogallo, Francia, Italia e Grecia è stata registrata una media
annuale di circa 50,000 incendi boschivi con una superficie bruciata di circa 470,000. L‘insorgenza di incendi
boschivi è largamente influenzata anche da diverse variabili legate alla vegetazione quali la copertura, le condizioni di
umidità della vegetazione e il carico di biomassa e necromassa. In particolare, alcune caratteristiche del combustibile
quali il carico, la dimensione delle particelle e la densità influiscono sulla velocità di propagazione, sull‘intensità e
sulla severità di un incendio. La disponibilità, a differenti scale spaziali e temporali, di dati accurati relativi al
combustibile è, quindi, essenziale per la previsione del comportamento dell‘incendio, per simularne gli effetti e per
attuare una corretta gestione del fenomeno. Uno degli obiettivi del progetto Proterina-C è quello di valutare il
pericolo di incendio in area Mediterranea anche attraverso la caratterizzazione delle proprietà della vegetazione che
influenzano il processo di combustione. In questo contesto, gli obiettivi del presente lavoro sono: i) identificare e
descrivere le differenti tipologie di combustibile vegetale maggiormente interessate dagli incendi boschivi in Sardegna
e Corsica, ii) classificare le diverse tipologie di combustibile selezionate in funzione del comportamento potenziale
del fuoco associato ad esse. Nella prima parte del lavoro, i perimetri degli incendi passati e la mappa di uso del suolo
sono stati incrociati al fine di identificare quali fossero le tipologie di vegetazione maggiormente interessate dal
fenomeno degli incendi. Successivamente, per le tipologie individuate, sono stati selezionati diversi siti sperimentali
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SESSION 1: European Projects on Forest Fires
Wildland fires represent a serious threat to forests and wooded areas of Mediterranean Basin. Regarding the last ten
years, Spain, Portugal, Italy, Greece and France recorded an annual average of about 50,000 forest fires and about
470,000 burned hectares (European Communities, 2009). Cover, type, humidity status, and biomass and necromass
load of vegetation are critical variables in affecting wildland fire occurrence. In particular, fuel physical characteristics
such as loading (weight per unit area), size (particle diameter), and bulk density (weight per unit volume) of the live
and dead biomass contribute to the spread, intensity, and severity of wildland fire. So that, the availability of accurate
fuel data at different spatial and temporal scales is essential for fire management applications, from fire behavior
prediction to fire effects simulation to ecosystem simulation modeling. One of the goals of Proterina-C project is to
evaluate the fire danger in Mediterranean areas and characterize the vegetation parameters involved in the combustion
process. In this context, the objectives of this work are i) to identify and describe the different fuel types mainly
affected by fire occurrence in Sardinia and Corsica Islands and ii) clusterize the selected fuel types in function of
their potential fire behavior. In the first part of the work, the available time series of fire event perimeters and the
land use map data were crossed and analysed in order to identify the main land use types affected by fires. Field
sampling sites were then randomly identified on selected vegetation types and the following variables were collected:
live and dead fuel load, depth of the fuel layer, plant cover. Dead and live fuel load were inventoried following the
standardized classes (1h, 10h, 100h) of the USDA National Fire Danger Rating System. In the second part of the
work the potential fire behavior for every experimental site was then calculated by BEHAVE fire behavior prediction
system (Andrews, 1989), using as input data the collected fuel variables. Fire behavior was simulated by setting
different weather scenarios representing the most frequent summer meteorological conditions. The simulation
outputs (fireline intensity, rate of spread, flame length) were then used to perform a cluster analysis in order to group
the different fuel types based on their potential fire behavior. The results of this analysis can be used to produce fire
behavior fuel maps that are important tools in locating and rating fuel treatments, evaluating fire hazard and risk for
land management planning, and aiding in environmental assessments and fire danger programs modeling.
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Alghero, Italy - October 4-6, 2011
nei quali sono state misurate le seguenti grandezze: carico di combustibile vivo e morto, altezza dello strato di combustibile,
copertura vegetale. Il carico di combustibile vivo e morto è stato suddiviso seguendo la classificazione standard (1h, 10h,
100h) riportata nel National Fire Danger Rating System realizzato dall‘USDA. Nella seconda parte del lavoro, per ciascun
sito sperimentale, è stato simulato, tramite l‘uso del fire behavior prediction system BEHAVE (Andrews, 1989), il
comportamento potenziale del fuoco, usando le caratteristiche del combustibile misurate in campo come variabili di input. Il
comportamento del fuoco è stato simulato utilizzando differenti scenari meteorologici rappresentativi delle condizioni
meteorologiche estive maggiormente frequenti nelle aree oggetto di studio. I risultati delle simulazioni (intensità del fronte di
fiamma, velocità di propagazione, altezza della fiamma) sono stati analizzati mediante cluster analysis per identificare diverse
classi di tipologie di combustibile in funzione del comportamento potenziale dell‘incendio ad esse associato.
Les incendies de végétation représentent une menace grave pour les forêts et les zones boisées du bassin méditerranéen.
Concernant les dix dernières années, l‘Espagne, le Portugal, l‘Italie, la Grèce et la France ont enregistré une moyenne annuelle
d‘environ 50,000 incendies de forêt et 470,000 ha brûlés (Communauté européenne, 2009). La couverture, le type, l‘état
d‘humidité, ainsi que la biomasse et la charge de nécromasse de la végétation sont des variables critiques concernant
l‘occurrence de feux de broussailles. En particulier, les caractéristiques physiques du combustible telles que la charge (masse
par unité de surface), la taille (diamètre des particules) et la densité apparente (masse par unité de volume) de la biomasse
vivante et morte contribuent à la propagation, la puissance et la gravité du feu de broussailles. De ce fait, la disponibilité de
données appropriées sur le combustible à différentes échelles spatio-temporelles est nécessaire pour les applications de gestion
d‘incendie, allant de la prévision du comportement de l‘incendie, à la simulation des effets de l‘incendie, et à la modélisation de
la simulation de l‘écosystème. L‘un des objectifs du projet Proterina-C est d‘évaluer le risque d‘incendie dans les régions
méditerranéennes et de caractériser les paramètres de la végétation impliqués dans le processus de combustion. Dans ce
contexte, les objectifs de ce travail sont : i) l‘identification et la description de différents types de combustibles principalement
concernés par la survenance d‘incendies en Sardaigne et en Corse et ii) le regroupement des types de combustibles sélectionnés
en fonction de leur comportement potentiel lors de l‘incendie. Dans la première partie du travail, la série temporelle disponible
des périmètres des événements d‘incendie et les données de la carte d‘utilisation du sol ont été croisées et analysées en vue de
l‘identification des principaux territoires concernés par les incendies. Les sites d‘échantillonnage de terrain ont été identifiés de
façon aléatoire sur les types de végétation sélectionnés et les variables suivantes ont été collectées : charge combustible vivante
et morte, profondeur de couche du combustible, couverture végétale. La charge combustible vivante et morte a été inventoriée
suivant les classes normalisées (1 h, 10 h, 100 h) du système national du risque d‘incendie USDA. Dans la deuxième partie du
travail, le comportement potentiel d‘incendie pour chaque site expérimental a ensuite été calculé par le système de prévision du
comportement potentiel de l‘incendie BEHAVE (Andrews, 1989), en utilisant comme données les variables de combustible
collectées. Le comportement de l‘incendie a été simulé en établissant différents scénarios climatiques représentant les
conditions météorologiques d‘été les plus fréquentes. Les résultats de la simulation (puissance du feu, vitesse de propagation,
longueur de la flamme) ont été ensuite utilisés pour faire une analyse typologique pour regrouper les différents types de
combustible en fonction de leur comportement potentiel au feu. Les résultats de cette analyse peuvent être utilisés pour
produire des cartes des combustibles selon leur comportement au feu, qui sont des outils importants pour la localisation et
l‘évaluation des traitements du combustible, l‘évaluation du risque d‘incendie et du risque pour la planification de la gestion du
sol, ainsi que pour l‘assistance aux évaluations environnementales et à la modélisation des programmes de risque d‘incendie.
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