Els incendis de llamp a Catalunya

El recent episodi d’incendis forestals del 9 de Juny al Priorat, amb casos a Prades, Porrera, Falset i Mont-ral, és el primer episodi d’incendis de llamp aquest any 2015. En aquest breu article tractarem els incendis de llamp, donant informació sobre l’estadística d’aquest tipus d’incendis forestals a Catalunya, les característiques del llamp que els provoca i el context meteorològic i climàtic en el qual es produeixen.

 

Causalitat dels incendis forestals a Catalunya

Durant el període 2005-2014 es van registrar a Catalunya 6138 incendis forestals segons dades facilitades pel Servei de Prevenció d’Incendis Forestals (SPIF, http://www.gencat.cat/medinatural/incendis/mapaperill/ ) de la Direcció General del Medi Natural i la Biodiversitat. Segons l’estudi de causes desenvolupat pel cos d’Agents Rurals, aquests incendis es poden classificar en 5 grups segons el seu origen: negligències (41%), intencionats (23%), accidents (12%), naturals (11%) i un 1% de revifats. La resta, un 12%, queden no classificats atès que no se’n pot fer una atribució clara. Aquesta informació es presenta a la figura 1.

A Catalunya, els incendis provocats per causes naturals són en la seva immensa majoria provocats per llamps[1], i són la quarta causa d’incendi a Catalunya pel que fa al nombre total durant el període esmentat. Aquest percentatge és el mateix que també es dóna en altres llocs de latituds mitjanes, com ara els Estats Units d’Amèrica.

figura1

Figura 1. Causes dels incendis forestals a Catalunya durant el període 2005-2014. Dades subministrades pel Servei de Prevenció d'Incendis de la Generalitat de Catalunya

[1]Els incendis causats per erupcions volcàniques són l’altra causa natural d’incendis. A Catalunya no hi ha  aquest tipus d’incendis ja que les zones volcàniques van extingir la seva activitat en temps pretèrits.

Més concretament, segons dades facilitades pel SPIF, el nombre d’incendis originats per llamps durant la darrera dècada va ser de 672 (no es consideren les ignicions que no es propaguen). La Xarxa de Detecció de Descàrregues Elèctriques (XDDE) de l’SMC localitza una mitjana anual al voltant de 64.000 mil llamps a Catalunya. Per tant, només un de cada mil llamps, aproximadament, acaba en incendi forestal. Què fa que un llamp pugui ser l’origen d’un incendi forestal? Hi ha alguna característica que incrementi les possibilitats? Abans d’abordar aquestes i d’altres preguntes, cal fer esment de les diverses fases del llamp i del tipus de danys que aquestes causen.

 

El llamp: detecció i característiques

Detecció de llamps: la XDDE

La Xarxa de Detecció de Descàrregues Elèctriques atmosfèriques (XDDE) de l’SMC proporciona informació precisa de la localització dels llamps que cauen a Catalunya (http://www.meteo.cat/observacions/llamps ). Aquest sistema de detecció de llamps i seguiment de tempestes fa més de deu anys que és operatiu i en aquest període ha posat de manifest que cada any es registren, com s’ha dit, al voltant de 64.000 llamps núvol-terra a Catalunya (mitjana 2004-2014).

Fases del llamp

Malgrat la seva curta durada, cal tenir present que el llamp es compon de diverses fases i que no tots els llamps són iguals (veure’n més detalls a http://static-m.meteo.cat/wordpressweb/wp-content/uploads/2014/11/18120559/Els-Llamps.pdf ). En relació als focs de llamp, les dues fases rellevants són la descàrrega de retorn i la fase de corrent continu. La primera origina un fort corrent elèctric, de fins a desenes de kiloampers, però de molt curta durada (de l’ordre de la mil·lèsima de segon). Per contra, la segona proporciona una alta temperatura i durant un temps suficient com per a causar ignició en combustibles forestals (Figura 2). Mentre que la descàrrega de retorn és present a tots els llamps núvol-terra, s’estima que aquest corrent continu posterior a la descàrrega només es dóna en el 35% dels llamps. Malauradament, el corrent continu és un fenomen de baixa intensitat i no es pot detectar amb els sistemes de teledetecció de llamps com la XDDE.

 

Figura 2. Fases del llamp: descàrrega de retorn i posterior corrent continu. Adaptada de Zhou et al., 2014

 

Danys causats pel llamp

Els arbres, per l’efecte punta que generen, sovint són el punt de connexió del llamp amb el terra. Els danys que la descàrrega de retorn ocasiona als arbres poden ser de diversa consideració: des de fissures a l’escorça (Figura 3a) fins al trencament de branques o del mateix tronc (Figura 3b). A banda dels danys físics, si el llamp que impacta en un arbre o en un altre combustible forestal té un component de corrent continu pot provocar la ignició (Figura 3b).

 

Fig03A_petita

Fig03B

a) Escorça fissurada per un llamp       Font: http://www.bombers-la-llacuna.org/  b ) Tronc partit i en flames després de l’impacte d’un llamp a Vilobí del Penedès. Font: Jordi Esteve
Figura 3. Exemples de danys en arbres causats pel llamp.

 

Els incendis de llamp a Catalunya

La figura 4 mostra la distribució interanual del nombre d’incendis causats per llamp a Catalunya durant el període 2005-2014. S’observa com la temporada d’incendis per llamp començaria al juny i acabaria al setembre. Fora d’aquest període, no són inexistents però si testimonials. El màxim anual es dóna al mes de juliol, amb 280 casos durant els darrers 10 anys.

 

figura2

Figura 4. Distribució interanual del nombre d'incendis de llamp a Catalunya durant el període 2005-2014.

 

Del període 2005-2014 sobresurten els juliol de 2006, 2013 i 2014 amb 52, 47 i 48 incendis respectivament, mentre que a la banda baixa, destaquen els anys 2008 i 2010 amb 3 i 9 casos. El màxim en un mes d’agost es va donar l’any 2005 amb 39 casos, mentre que a l’altre extrem hi ha l’any 2011 amb tan sols 9 casos.

Pel que fa a la distribució territorial, la figura 5  mostra la localització geogràfica d’aquests incendis així com el nombre d’hectàrees cremades en cada cas. S’observa com tot Catalunya no es veu afectada de la mateixa manera. La major part dels casos es donen en serres del prelitoral de la meitat sud, Catalunya central i les Terres de l’Ebre. Dintre d’aquestes zones, destaquen per l’elevat nombre de casos les comarques del Baix Ebre, Conca de Barberà, Alt Penedès, Anoia, Bages i Moianès. Pel que fa a la mida d’aquests incendis, són les comarques del terç sud les que concentren els incendis amb major superfície cremada.  Per la seva extensió, podem citar el cas del foc de llamp  del 27 juny de 2012 que va afectar un perímetre d’entre 150 i 200 hectàrees de vegetació forestal del Parc Natural de la serra del Montsant (imatge a la figura 6) o l’incendi de Tivissa del 15 de Juny del 2014, amb 872 ha forestals, és el més extens d’aquestes característiques durant la darrera dècada.

 

incendisllamp_3

Figura 5. Distribució geogràfica dels incendis de llamps a Catalunya durant el període 2005-2014. La mida de la rodona que representa a cada foc és proporcional al nombre d'hectàrees cremades.

Fig01

Figura 6. Vista aèria de  l'incendi del 27 juny 2012 originat per un llamp al Parc Natural de la Serra del Montsant. Font: Bombers. Departament d'Interior. Generalitat de Catalunya.

 

Si intentem extreure una densitat espacial dels incendis de llamp a partir de la distribució d’aquest fenomen (figura 5) i ho comparem amb la densitat de llamps a Catalunya a partir de les deteccions de la XDDE del SMC durant el període 2004-2013 (figura 7), s’observa com no hi ha proporcionalitat entre ambdues densitats. Això és, les zones amb major densitat de llamps, no tenen la major densitat d’incendis d’aquest tipus. És clar doncs, que no tots els llamps provoquen un incendi, però a més, la proporció que en crea respecte a la densitat d’una zona concreta no és constant al llarg del territori. Així doncs, la probabilitat que un llamp causi un incendi dependrà d’un altre factor que no només de la presència de component contínua en un llamp, que si és constant arreu (recordem que un 35% dels llamps tenen aquesta component contínua).

 

Ng2004_2013

Figura 7. Densitat de llamps a Catalunya (llamps/km² any)  a partir de les deteccions de la XDDE del SMC durant el període 2004-2013

Aquesta desproporció entre densitat de focs de llamps i densitat de llamps es podria explicar segons diferents arguments:

  1. El llamp terra-núvol s’origina per la diferència de potencial que es crea entre potents núvols de tempesta (cumulonimbus) i el terra. Aquests núvols, si no tenen la base massa elevada, produeixen precipitacions, que en molts casos són significatives. Ara bé, la zona afectada per aquestes precipitacions a l’estiu és més reduïda que la zona afectada per llamps. Per tant, en una situació concreta hi ha impactes de llamp amb poca precipitació (llamp sec). D’altra banda les zones amb major densitats de llamps impliquen major freqüència de tempestes i, per tant, major és la probabilitat que un punt d’impacte d’un llamp ‘sec’ hagi registrat precipitacions significatives amb anterioritat i dificulti la propagació d’aquest.

 

  1. Una altra possible causa seria que les zones amb major densitat d’incendis de llamp tinguessin algun tipus de combustible o característiques físiques que facilitaren la ignició i posterior propagació d’aquesta. És ben conegut que hi ha espècies més inflamables que d’altres. Això no obstant, assignar un valor absolut d’inflamabilitat a cada espècie forestal no és possible.

 

Per a tractar la primera argumentació, caldria assignar un valor de sequera a cada incendi de llamp registrat durant el període d’estudi i així comprovar com la majoria d’incendis de llamp es donen en zones on hi ha un cert grau de sequera. D’entre el variat nombre d’índexs de sequera que hi ha a la literatura, aquí triarem un de relacionat amb la humitat del combustible i pertanyent al Model Canadenc. Aquest model és utilitzat arreu del món i malgrat estar dissenyat per les característiques del bosc present al Canadà, ha mostrat ser força versàtil arreu previ calibratge regional al lloc d’utilització. A més, aquest índex porta molts anys fent-se servir a Catalunya.

Acostuma a calcular-se bé a partir de les observacions meteorològiques o bé a partir de les prediccions dels models meteorològics. Per la importància que té aquest model, convé mencionar breument quines parts el composen i com es calculen.

El Model Canadenc es basa en el càlcul de diferents índexs (o codis) que al final s’utilitzaran per calcular el que s’anomena Fire Weather Index (FWI), que seria un índex global de risc d’incendis. Aquests índexs es calcularien per cada punt on es té informació meteorològica i  dóna un valor de risc d’incendi per aquell punt concret.

Per l’interès que tenim en aquest blog, ens centrarem en les components del model que es relacionen amb l’estat del combustible o també amb la humitat de les primeres capes del sòl amb major contingut de matèria orgànica. En el model, hi ha tres índexs d’aquest tipus:

 

  • FFMC ( Fine Fuel Moisture Code). Traduït vindria a dir: codi d’humitat del combustible lleuger o fi. Per calcular aquest índex es fa servir el valor obtingut  el dia anterior i es modifica a partir dels valors de pluja acumulat les últimes 24 hores, d’humitat, de temperatura i de la velocitat del vent de les 13 hores.

 

  • DMC ( Duff Fuel Moisture Code). Aquest índex fa referència a la humitat del combustible menys inflamable. A l’igual que abans cal disposar del valor de DMC del dia anterior i es va modificant a partir de les dades acumulades de pluja diària i les dades de les 13 hores de temperatura i humitat. De la mateixa manera que amb el FFMC, a mesura que es va iterant en el temps, l’índex es fa més vàlid.

 

  • DC( Drought Code). Amb aquest índex es quantifica la sequera. Aquest índex es modifica dia a dia amb la precipitació i la temperatura. De la mateixa manera que en els altres codis necessitem una sèrie llarga d’iteracions per tenir un valor consistent del Drought Code. Amb aquest índex, la importància de treballar amb sèries climatològiques llargues es fa evident ja que al Mediterrani se solen donar períodes molt llargs de sequera que després seran contrarestats per episodis de pluja que poden ser breus, irregulars però amb abundant precipitació.

Resumidament, podríem dir que el FFMC es relacionaria amb la humitat de les tiges més fines o la capa superficial del sòl, el DMC amb la humitat de tiges de gruix mitjà o els primers centímetres de profunditat del sòl, i el DC que es relacionaria amb els combustibles més gruixuts i la humitat de les capes més profundes de sòl i major contingut orgànic. Com que en zones forestals els llamps solen impactar en arbres per l’efecte punta que aquests generen, vincularem el DC del Model Canadenc amb els incendis de llamp. A la figura 8 se’ns presenta el resultat.

incendisllamp_dc

Figura 8. Índex de sequera (DC) del Model Canadenc que hi havia el dia i lloc on es van produir cadascun dels incendis de llamp durant el període 2005-2013. Els valors de DC s'han calculat a partir d'una malla de dades a alta resolució espacial.  

Observem com en els territoris més afectats per incendis de llamp, aquests es donen amb valors de DC superiors a 600 a zones de la Catalunya Central i de DC >750 a zones de la meitat sud. Aquests valors són, generalment, superiors al percentil 75 durant el període Juliol-Setembre. Corresponen doncs a valors elevats. Per contra, en zones amb major densitat de llamps (per ex. Prepirineus), aquests incendis de llamp rarament tenen uns DC superiors a 400. Aquest fet vindria a ratificar l’argumentari del punt 1.

Respecte a si els incendis de llamp estan preferentment vinculats a algun tipus de combustible més inflamable, en la figura 9 s’ha superposat la coberta de pi blanc (pinus halepensis) amb la distribució d’incendis de llamp. El pi blanc és de les espècies arbòries més inflamables que hi ha a Catalunya, i la que ho és més si la comparem amb les altres subespècies del gènere Pinus. A partir de la figura 9, s’observa com les zones amb incendis de llamp més freqüents, solen estar dominats pel pi blanc.

 

incendisllamp_piblanc

Figura 9. Superposició de la coberta de pi blanc a Catalunya amb la distribució d'incendis de llamp durant el període 2005-2014

Tot i que cal un estudi més profund, si resumim la informació que s’ha presentat fins ara, els incendis de llamp semblen ser més freqüents en zones on:

1) Hi ha una moderada densitat de llamps (ni molt alta ni molt baixa)

2) Preferentment a zones on dominen combustibles amb inflamabilitat elevada

3) Allà on hi ha valors elevats d’índexs de sequera relacionats amb l’estat del combustible.

A més de les condicions climàtiques i l’estat del combustible, unes condicions atmosfèriques molt adverses poden afegir complexitat al fenomen, doncs poden provocar la propagació i esdeveniment d’un incendi forestal dies després del moment de la ignició. És el que anomenem llamps latents. Com s’ha dit, la majoria de llamps van acompanyats de precipitació, la qual sufoca o deixa en estat latent moltes de les ignicions. Però, sota certs condicionants meteorològics, aquests llamps ‘secs’ o adormits tenen una probabilitat més alta d’acabar propagant, si no en el moment de l’impacte, si en dies successius. Condicions de forta radiació, temperatura elevada, baixes humitats o vent terrers, poden fer que la propagació de l’impacte es produeixi en dies posteriors, quan el combustible ha perdut bona part de la seva humitat. De fet, hi ha el cas extrem d’incendis de llamp que s’han propagat 6 dies després del dia de l’impacte.

 

Inclusió dels llamps com a factor d’increment del perill d’Incendi Forestal.

A partir de la informació que s’ha presentat fins ara, i com que la tecnologia actual no permet determinar si un llamp es portador o no de corrent continu, per poder plasmar el perill futur que representen aquests llamps o fer un seguiment dels possibles focs de llamp ja actius, un primer pas és combinar les localitzacions de llamps de la XDDE amb l’estimació de la precipitació acumulada obtinguda a partir de la Xarxa de Radars Meteorològics de l’SMC (http://static-m.meteo.cat/wordpressweb/wp-content/uploads/2014/11/18114749/XRAD.pdf). La Figura 10 mostra la combinació d’aquests dos productes per a l’episodi del Parc Natural de la serra del Montsant (27 juny 2012). Els punts de color vermell simbolitzen els llamps que segons el registre de la Direcció General del Medi Natural i Biodiversitat van generar incendis de llamp aquell dia.

 

 

Figura 10. Camp de precipitació (paleta de colors en mm de precipitació acumulada) i llamps (punts blancs) del dia 27 de juny de 2012. En vermell, focs de llamp identificats per la Direcció General del Medi Natural i Biodiversitat. Un d’aquests focs de llamp va generar un incendi al Parc Natural de la Serra del Montsant

Amb aquesta informació, Agents Rurals i Bombers poden coordinar millor les rutes per a la localització i estabilització, respectivament,  dels possibles focs de llamp. Alhora, aquest tipus d’informació també permet incorporar al mapa de perill diari d’incendi forestal el risc associat a llamps secs o latents. Un segon pas consistiria en assignar una probabilitat de propagació a cada llamp segons la precipitació recent, índex de sequera associat al combustible, tipus de combustible i característiques físiques de la zona. Aquesta seria una de les principals línies de recerca futura relacionades amb els incendis de llamp.

 

Agraïments:

Aquest article s’ha realitzat gràcies a l’estreta col·laboració existent entre el Servei de Prevenció d’Incendis, el cos d’Agent Rurals de la Generalitat de Catalunya i el Servei Meteorològic de Catalunya.

Comentaris tancats.