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山火事、森林火災、または潅木火事は、可燃性植生の領域で発生する計画外、制御不能、予測不能な火災です。[1] [2]存在する植生の種類に応じて、山火事は、より具体的には潅木火事（オーストラリア）、砂漠火災、草原火災、丘陵火災、泥炭火災、草原火災、植生火災、または草原火災として識別される場合があります。[3]一部の自然林生態系は山火事に依存しています。[4]山火事は、人々の利益のために行われる制御された焼却または計画的な焼却とは異なります。現代の森林管理では、火災のリスクを軽減し、自然な森林サイクルを促進するために、計画的な焼却が行われることがよくあります。ただし、制御された焼却が誤って山火事に変わる場合もあります。
山火事は、発火原因、物理的特性、存在する可燃物、天候が火災に与える影響によって分類できます。[5]山火事の深刻度は、利用可能な燃料、物理的環境、天候などの要因の組み合わせによって決まります。[6] [7] [8] [9]大量の燃料を生み出す雨期の後に干ばつと暑さが続く気候サイクルは、しばしば深刻な山火事に先行します。[10]これらのサイクルは気候変動によって激化しています。[11] : 247
山火事は、シベリア（ロシア）、カリフォルニア（米国）、ブリティッシュコロンビア（カナダ）、オーストラリアなど、一部の地域では一般的な災害です。[12] [13] [14] [15] [16]地中海性気候やタイガバイオームの地域は特に影響を受けやすいです。山火事は、人間とその居住地に深刻な影響を及ぼす可能性があります。その影響には、例えば、煙や火災による直接的な健康への影響、財産の破壊（特に原野と都市の境界面）、経済的損失などがあります。水や土壌の汚染の可能性もあります。
地球規模で見ると、人間の活動が山火事の影響を悪化させており、山火事で焼失した土地面積は自然レベルと比べて2倍になっている。[11] : 247 人間は気候変動（例：より激しい熱波や干ばつ）、土地利用の変化、山火事の抑制を通じて山火事に影響を与えている。[11] : 247 山火事から放出される炭素は大気中の二酸化炭素濃度を高め、温室効果に寄与する可能性がある。これにより、気候変動のフィードバックが生じる。[17] : 20
自然発生する山火事は、火とともに進化してきた生態系に有益な影響を及ぼす可能性があります。 [18] [19] [20]実際、多くの植物種は成長と繁殖のために火の影響に依存しています。[21]
点火
火災は自然原因または人間の活動（意図的か否かに関わらず）によって発生します。
自然原因
人間の関与なしに山火事を引き起こす可能性のある自然現象としては、雷、火山の噴火、岩石の落下による火花、自然発火などがあります。[22] [23]
人間の活動
人為的な火災の原因としては、放火、偶発的な発火、あるいは東南アジアの焼畑農業のような土地開拓や農業における制御されていない火の使用などが挙げられます。[24]熱帯地方では、農家は乾季に畑を開拓するために焼畑農業を頻繁に行っています。
中緯度地域では、山火事の最も一般的な人為的原因は、火花を発する機器（チェーンソー、グラインダー、芝刈り機など）、頭上送電線、放火である。[25] [26] [27] [28] [29]
放火は人為的な火災の20％以上を占める可能性がある。[30]しかし、2019年から2020年のオーストラリアの山火事シーズンでは、「独立した調査により、オンラインボットと荒らしが火災における放火の役割を誇張していることが判明しました。」[31] 2023年のカナダの山火事では、ソーシャルメディア上で放火の虚偽の主張が広まりましたが、放火は一般的にカナダの山火事の主な原因ではありません。[32] [33]カリフォルニアでは、毎年の山火事の6〜10％が放火によるものです。[34]
炭層火災は世界中で何千件も発生しており、ニューサウスウェールズ州のバーニングマウンテン、ペンシルベニア州のセントラリア、中国のいくつかの石炭火災などがその例である。また、予期せず燃え上がり、近くの可燃物を燃え上がらせることもある。[35]
広める
山火事の広がりは、存在する可燃物、その垂直方向の配置と水分含有量、気象条件によって異なります。[36]燃料の配置と密度は地形によって部分的に左右されます。土地の形状によって、植物の成長に必要な日光や水などの要因が決まるからです。全体として、火災の種類は一般的に燃料によって次のように特徴付けられます。
- 地上火災は、地下の根、林床の腐葉土、その他の埋もれた有機物によって燃え広がる。地上火災は、通常、くすぶって燃え、数日から数ヶ月にわたってゆっくりと燃え続ける。インドネシアのカリマンタン島と東スマトラ島の泥炭火災は、水田造成事業によって意図せず泥炭が排水され乾燥してしまったために発生した。[37] [38] [39]
- 這い回る火災や表面火災は、落ち葉や木材の残骸、瓦礫、草、低木の灌木など、林床の低い植物によって燃えます。[40]この種の火災は、樹冠火災よりも比較的低い温度（400℃（752℉）未満）で燃えることが多く、広がる速度は遅いかもしれませんが、急斜面や風によって広がる速度が速まることがあります。[41]この燃料タイプは、特に斑点による発火の影響を受けやすいです（）。
- 梯子火災は、低地の植生と樹冠の間にある小木、倒木、蔓植物などを焼き尽くします。クズ、旧世界のツル性シダ、その他の木に登る侵入植物も梯子火災を助長する可能性があります。[42]
- 樹冠火災、林冠火災、空中火災は、背の高い木、蔓植物、苔などの樹冠レベルの浮遊物を燃やします。樹冠火災の着火は、クラウニングと呼ばれ、浮遊物の密度、樹冠の高さ、樹冠の連続性、十分な表面火災と梯子火災、植生の水分含有量、および火災時の気象条件に依存します。[ 43]人間が起こした林分置換火災は、アマゾンの熱帯雨林に広がり、暑さや乾燥条件に特に適していない生態系に損害を与える可能性があります。[44]
物理的特性
山火事は、火災の三角形の必要な要素がすべて影響を受けやすい場所に集まったときに発生します。つまり、十分な熱にさらされ、周囲の空気から十分な酸素が供給されている植物などの可燃性物質に発火源が接触することです。水分含有量が多いと、通常、発火を防ぎ、火災の広がりを遅らせます。これは、物質内の水分を蒸発させて発火点まで加熱するには、より高い温度が必要になるためです。[8] [45]
密林は通常、日陰が多く、周囲の温度が低く湿度が高くなるため、山火事の影響を受けにくくなります。[46]草や葉などの密度の低い物質は、枝や幹などの密度の高い物質よりも水分が少ないため、燃えやすくなります。[47]植物は蒸発散によって継続的に水分を失いますが、水分の損失は通常、土壌、湿気、または雨から吸収された水によってバランスが取られます。[48]このバランスが維持されない場合、多くの場合干ばつの結果として、植物は乾燥し、したがって燃えやすくなります。[49] [50]
山火事前線とは、燃えていない物質が活発な炎と出会う部分、または燃えていない物質と燃えている物質の間のくすぶり遷移部分など、継続的に燃え続ける部分を指します。 [51]前線が近づくと、対流と熱放射によって周囲の空気と木質物質の両方が加熱されます。まず、水が100℃（212℉）の温度で蒸発するため、木材は乾燥します。次に、 230℃（450℉）で木材が熱分解し、可燃性ガスが発生します。最後に、木材は380℃（720℉）でくすぶるか、十分に加熱されると590℃（1,000℉）で発火します。[52] [53]山火事の炎が特定の場所に到達する前であっても、山火事の前線からの熱伝達により空気が800℃（1,470℉）まで暖められ、可燃物が予熱されて乾燥し、物質の発火が早まり、火が早く広がるようになります。[47] [54]高温で長時間にわたる地表の山火事は、フラッシュオーバーやトーチング（樹冠の乾燥とそれに続く下からの発火）を促進する可能性があります。[55]
山火事は、高密度で途切れることなく燃え広がる場合、急速に広がる速度（FROS）を示します。 [56]山火事は、森林では時速10.8キロメートル（6.7マイル）、草原では時速22キロメートル（14マイル）の速さで移動します。[57]山火事は、主前線に対して接線方向に進んで側面前線を形成したり、後退して主前線と反対方向に燃えることがあります。[58]また、風や垂直の対流柱が火の粉（熱い木の残り火）やその他の燃焼物を空中に運び、防火帯として機能する道路、川、その他の障壁を越えて広がるため、火は跳ねたり、点火したりして広がることもあります。[59] [60]たいまつや樹冠の火災は点火を促し、山火事周辺の乾燥した地面の燃料は、火の粉による引火に対して特に脆弱です。 [ 61]熱い残り火や火の粉が風下にある燃料に引火し、スポット火災が発生することがあります。オーストラリアの森林火災では、火災現場から20キロメートル（12マイル）離れた場所でもスポット火災が発生することが知られています。[62]
特に大規模な山火事は、煙突効果によってそのすぐ近くの気流に影響を及ぼす可能性がある。空気は加熱されると上昇し、大規模な山火事は強力な上昇気流を作り出し、周囲の新しい冷たい空気を熱柱として引き込む。[63]温度と湿度の垂直方向の大きな差は、時速80キロメートル（50マイル）を超える速度の竜巻の力で、火災積雲、強風、火災旋風を促進する。 [64] [65] [66]急速な拡散、冠状または斑点の多い火、火災旋風の存在、および強い対流柱は、極端な状況を意味します。[67]
昼と夜の強度の変化
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火力は日中にも増す。くすぶっている薪の燃焼率は、湿度の低下、気温の上昇、風速の増加により、日中は最大 5 倍になる。[68]日中は日光が地面を暖め、上り坂を移動する気流が発生する。夜間は地面が冷え、下り坂を移動する気流が発生する。山火事はこれらの風に煽られ、丘を越え谷を抜ける気流に追われることが多い。[69]ヨーロッパの火災は、午後 12 時から午後 2 時の間に頻繁に発生する。 [70]米国では、日中の暖かさにより火力が増すことが予測されるため、午前 10 時から始まる24 時間の火災日を中心に消火活動が行われている。 [71]
気候変動の影響
気候変動によるリスクの増大
気候変動は、山火事が発生しやすい天候を促進します。一部の地域では、山火事の増加は気候変動に直接起因しています。[11] : 247 地球の過去の証拠も、温暖な時期に火災が多くなることを示しています。[74]気候変動は蒸発散を増加させます。これにより、植生と土壌が乾燥する可能性があります。非常に乾燥した植生のある地域で火災が発生すると、急速に広がる可能性があります。気温の上昇は、火災シーズンを長引かせる可能性もあります。これは、特に雪が消えつつある地域で、深刻な山火事が発生する可能性が最も高い時期です。[75]
気象条件により山火事のリスクは高まっている。しかし、山火事で焼失した総面積は減少している。これは主にサバンナが農地に転換され、燃える木が少なくなったためである。[75]
熱波、干ばつ、エルニーニョなどの気候変動や、高気圧の尾根などの地域的な気象パターンは、山火事のリスクを高め、その行動を劇的に変える可能性がある。[76] [77] [78]多雨の年は急速な植生の成長をもたらし、その後に温暖な時期が続くと、より広範囲にわたる火災とより長い火災シーズンを促進する可能性がある。[79]高温は燃料を乾燥させて可燃性を高め、樹木の死亡率を高め、世界の森林の健康に重大なリスクをもたらす。[80] [81] [82] 1980年代半ば以降、米国西部では、雪解けの早期化とそれに伴う温暖化が、年間で最も火災が発生しやすい時期である山火事シーズンの長さと激しさの増加にも関連している。[83] 2019年の研究では、カリフォルニア州の火災リスクの上昇は、人為的な気候変動に部分的に起因している可能性があることが示唆されている。[84]
1974年から1975年の夏（南半球）、オーストラリアは史上最悪の山火事に見舞われ、オーストラリアの陸地の15％が「広範囲にわたる火災被害」を被った。[85]その夏の火災は推定1億1,700万ヘクタール（2億9,000万エーカー、117万平方キロメートル、45万平方マイル）を焼失した。[86] [87]オーストラリアでは、1950年以降、国内の多くの地域で猛暑日（35℃以上）と猛暑日（40℃以上）の年間数が大幅に増加している。国内では常に山火事が発生しているが、2019年にはこれらの山火事の範囲と凶暴性が劇的に増加した。[88]シドニー大都市圏で初めて壊滅的な山火事状態が宣言された。ニューサウスウェールズ州とクイーンズランド州は非常事態を宣言したが、南オーストラリア州と西オーストラリア州でも火災が発生していた。[89]
2019年、極度の暑さと乾燥により、シベリア、アラスカ、カナリア諸島、オーストラリア、アマゾンの熱帯雨林で大規模な山火事が発生しました。アマゾンの熱帯雨林の火災は主に違法伐採が原因でした。火災による煙は大都市を含む広大な地域に広がり、空気の質を劇的に低下させました。[90]
2020年8月現在、その年の山火事は、主に気候変動、森林破壊、農業用地の焼却により、2019年よりも13％悪化しています。アマゾンの熱帯雨林は火災によって存在が脅かされています。[91] [92] [93] [94] 2021年にはトルコ、ギリシャ、ロシアで記録的な山火事が発生し、気候変動に関連していると考えられています。[95]
火災による二酸化炭素およびその他の排出物
山火事から放出される炭素は温室効果ガスの濃度を増加させる可能性がある。気候モデルはまだこのフィードバックを完全には反映していない。[17] : 20
山火事は、大量の二酸化炭素、黒色および褐色の炭素粒子、揮発性有機化合物や窒素酸化物（NOx）などのオゾン前駆物質を大気中に放出します。[96] [97]これらの排出物は、地域的、さらには地球規模で放射線、雲、気候に影響を与えます。[16]山火事はまた、放出後数時間から数日かけてガス相から分離して二次有機エアロゾル（SOA）を形成する可能性のある半揮発性有機種を大量に放出します。さらに、空気が輸送される際に他の汚染物質が形成されると、山火事から遠く離れた地域の住民に有害な曝露をもたらす可能性があります。[98] [16]有害な汚染物質の直接排出は、救急隊員や住民に影響を及ぼす可能性がありますが、山火事の煙は長距離を輸送され、地域的、地域的、地球規模で空気の質に影響を及ぼすこともあります。[99]
山火事の煙による健康への影響は、心血管疾患や呼吸器疾患の悪化など、直接的な暴露を超えて、年間約16,000人の死者を出し、2050年までにその数は30,000人に増加すると予想されています。経済的な影響も大きく、2050年までに年間2,400億ドルに達すると予測されており、他の気候関連の損害を上回っています。[100]
過去1世紀にわたり、世界の炭素排出量の20～25%は山火事によるもので、残りは人間の活動によるものです。[101] 2020年8月までの山火事による世界の炭素排出量は、欧州連合の年間平均排出量に匹敵しました。[102] 2020年にカリフォルニア州の山火事によって放出された炭素は、同州の他の炭素排出量よりも大幅に多かった。[103]
1997年にインドネシアで発生した森林火災では、大気中に0.81～2.57ギガトン（ 0.89～28.3億ショートトン）のCO2が放出されたと推定されており、これは化石燃料の燃焼による世界の年間二酸化炭素排出量の13～40％に相当します。[104] [105]
CAMSの分析によると、2019年6月と7月に北極圏で発生した火災により1億4000万トン以上の二酸化炭素が排出された。これは、年間3600万台の自動車が排出する二酸化炭素量に匹敵する。最近の山火事とその大量の二酸化炭素排出は、パリ協定に基づく温室効果ガス削減目標を達成するための対策を実施する上で、これらを考慮することが重要であることを意味している。[106]山火事の煙が大気中を移動する間に起こる複雑な酸化化学反応により、[107]排出物の毒性は時間の経過とともに増加することが示唆されている。[108] [109]
大気モデルは、これらのすす粒子の濃度が冬季の太陽放射の吸収を最大15％増加させる可能性があることを示唆している。[110]アマゾンには約900億トンの炭素が含まれていると推定されている。2019年現在、地球の大気には415ppmの炭素が含まれており、アマゾンの破壊により約38ppmが追加されることになる。[111]
いくつかの研究では、山火事の煙には冷却効果があることが示されています。[112] [113] [114]
2007年の研究では、雪の中の黒色炭素は大気中の二酸化炭素よりも3倍も気温を変えたと報告されている。北極の温暖化の94％は、雪の上の黒色炭素が融解を引き起こすことが原因である可能性がある。黒色炭素は、化石燃料の燃焼、木材やその他のバイオ燃料、森林火災から発生する。黒色炭素の濃度が低い場合（5ppb未満）でも融解が起こる可能性がある。[115]
防止
山火事予防とは、火災のリスクを軽減し、その深刻さと広がりを緩和することを目的とした予防的方法を指します。 [116]予防技術は、空気の質を管理し、生態系のバランスを維持し、資源を保護し、[117]将来の火災に影響を与えることを目的としています。[118]たとえば、ヨーロッパの森林火災の95％は人間の関与に関連しているため、予防政策では、山火事における人間の役割を考慮する必要があります。[119]
世界中の山火事防止プログラムでは、野火利用（WFU）や計画的または制御された焼却などの技術が採用されている場合があります。[120] [121] 野火利用とは、監視されているが燃え続けることが許可されている自然原因による火災を指します。制御された焼却は、危険性の低い気象条件下で政府機関によって点火される火災です。[122]その他の目的には、健全な森林、放牧地、湿地の維持、生態系の多様性のサポートなどがあります。[123]
山火事の予防、検知、制御、鎮圧の戦略は、長年にわたって変化してきました。[124]制御不能な山火事のリスクを軽減するための一般的で安価な方法の 1 つは、制御された焼却です。これは、小規模で強度の低い火を意図的に点火して、潜在的な山火事に利用可能な可燃性物質の量を最小限に抑える方法です。[125] [126]植物は、燃料となる可能性のある植物やその他の残骸の蓄積を制限するために定期的に焼却されることがあります。また、高い種の多様性も維持されます。[127] [128]制御された焼却と、一部の山火事を燃やすという方針は、多くの森林にとって最も安価な方法であり、生態学的に適切な方針であると主張する人もいますが、彼らは、火災によって消費される資源、特に商品となる木材の経済的価値を考慮に入れない傾向があります。[129]一部の研究では、伐採によって燃料も除去できるものの、そのような間伐処理は、極端な気象条件下では火災の深刻度を軽減するのに効果的ではない可能性があると結論付けています。[130]
火災多発地域の建築基準法では、通常、建物は耐火材料で建てること、建物から規定の距離内にある可燃物を撤去して防火空間を維持することが義務付けられている。 [131] [132]フィリピンのコミュニティでは、森林と村の間に幅5～10メートル（16～33フィート）の防火線を維持し、夏季や乾燥期にはこれらの線を巡回している。[133]火災多発地域での住宅開発の継続や、火災で破壊された建物の再建は批判にさらされている。[134]火災の生態学的利点は、建物や人命を保護する経済的および安全上の利点によって上回られることが多い。[135]
検出
近年、タイムリーで質の高い火災情報に対する需要が高まっています。迅速かつ効果的な検知は、山火事対策の重要な要素です。[136]早期検知の取り組みは、早期対応、昼夜を問わず正確な結果、火災の危険を優先順位付けする能力に重点が置かれていました。[137] 米国では 20 世紀初頭に火の見櫓が使用され、火災は電話、伝書鳩、ヘリオグラフを使用して報告されました。[138]インスタント カメラを使用した航空写真と陸上写真は、 1960 年代に火災検知用の赤外線スキャンが開発されるまで、1950 年代に使用されていました。ただし、情報の分析と配信は、通信技術の制限により遅れることがよくありました。初期の衛星による火災分析は、遠隔地で地図に手書きされ、翌日配達の郵便で消防管理者に送られました。1988年のイエローストーン火災の際には、ウェスト イエローストーンにデータ ステーションが設立され、衛星ベースの火災情報を約 4 時間で配信できるようになりました。[137]
森林火災の早期発見には、公衆ホットライン、監視塔、地上および空中パトロールが利用できる。しかし、正確な人間による観察は、オペレーターの疲労、時間帯、季節、地理的な場所によって制限される可能性がある。近年、電子システムは、オペレーターの人為的ミスの解決策として人気が高まっている。これらのシステムは半自動または全自動で、GISデータ分析によって示唆される危険エリアと人間の存在度に基づいたシステムを採用している。複数のシステムを統合したアプローチを使用して、衛星データ、航空写真、全地球測位システム（GPS）による人員の位置を集合的に統合し、ワイヤレスインシデントコマンドセンターでほぼリアルタイムで使用できる。[139]
ローカルセンサーネットワーク
密生した植生、強い人の存在、または重要な市街地に近い、小規模でリスクの高いエリアは、ローカルセンサー ネットワークを使用して監視できます。検出システムには、温度、湿度、煙を検出する自動気象システムとして機能するワイヤレス センサー ネットワークが含まれます。 [140] [141] [142] [143]これらは、バッテリー駆動、太陽光発電、または樹木充電式(植物材料の小さな電流を使用してバッテリー システムを再充電できる) のいずれかです。[144]より大規模で中程度のリスクのエリアは、煙や火災によって生成された二酸化炭素の赤外線シグネチャなどの追加要因を検出する固定カメラとセンサーを組み込んだスキャン タワーによって監視できます。暗視、明るさ検出、色の変化検出などの追加機能もセンサー アレイに組み込むことができます。[145] [146] [147]
天然資源省は、太平洋北西部一帯に360度の「迅速検出」カメラを設置する契約をPanoAIと締結した。このカメラは携帯電話基地局に設置され、半径15マイルを24時間365日監視することができる。[148]さらに、ブラジルとトロントに拠点を置くSensaio Techは、土壌温度から塩分濃度まで、森林によく見られる14の異なる変数を継続的に監視するセンサーデバイスをリリースした。この情報はダッシュボードの視覚化を通じて顧客にライブで返送され、危険なレベルに関するモバイル通知が提供される。[149]
衛星と航空監視
衛星や、飛行機、ヘリコプター、UAV を使用した航空監視は、より広い視野を提供でき、非常に広くリスクの低い地域を監視するのに十分な場合があります。これらのより高度なシステムでは、GPSと航空機に搭載された赤外線カメラまたは高解像度の可視カメラを使用して、山火事を特定して対象を定めます。[150] [151] Envisatの高度軌道走査型放射計や欧州リモートセンシング衛星の軌道走査型放射計などの衛星搭載センサーは、火災によって放出される赤外線を測定し、39 °C (102 °F) を超えるホットスポットを特定できます。[152] [153]アメリカ海洋大気庁のハザードマッピングシステムは、静止運用環境衛星(GOES)、中解像度イメージング分光放射計(MODIS)、高度超高解像度放射計(AVHRR) などの衛星ソースからのリモートセンシングデータを組み合わせて、火災と煙の噴出位置を検出します。[154] [155]しかし、衛星による検出はオフセット誤差が発生しやすく、MODISおよびAVHRRデータの場合は2〜3キロメートル（1〜2マイル）、GOESデータの場合は最大12キロメートル（7.5マイル）の誤差があります。[156]静止軌道上の衛星は無効になる可能性があり、極軌道上の衛星は観測時間が短いために制限されることがよくあります。雲量と画像解像度によっても衛星画像の有効性が制限される場合があります。[157] Global Forest Watch [158]は火災警報の詳細な更新を毎日提供しています。[159]
2015年、米国農務省（USDA）森林局（USFS）では、スオミ国立極軌道衛星パートナーシップ（NPP）のデータを使用して、以前の宇宙ベースの製品よりも詳細に小規模な火災を検出する新しい火災検出ツールが運用されています。高解像度のデータは、天候や土地の状況に基づいて火災の方向がどのように変化するかを予測するためにコンピューターモデルで使用されます。[160]
2014年、南アフリカのクルーガー国立公園で、新しいVIIRS活動火災データを含む火災検知製品の検証を目的とした国際キャンペーンが組織されました。そのキャンペーンに先立ち、南アフリカのプレトリアにある科学産業研究評議会のメラカ研究所は、VIIRS 375m火災検知製品を早期に採用し、クルーガーでのいくつかの大規模な山火事の際にそれを使用しました。[161]
2021年以来、NASAは火災情報資源管理システム（FIRMS） を通じて、ほぼリアルタイムで火災発生場所を提供しています。
2022年から2023年にかけて北米全土で発生した山火事により、山火事の早期発見、予防、予測のために人工知能を活用した様々な技術の提供と設計が促進されました。 [162] [163] [164]
抑制
山火事の鎮圧は、山火事が発生した地域で利用できる技術に依存します。発展途上国では、使用される技術は、砂を投げたり、棒やヤシの葉で火を叩いたりするだけの簡単なものです。[165]先進国では、技術力の向上により鎮圧方法が異なります。ヨウ化銀を使用して降雪を促すことができます。[166]また、無人航空機、飛行機、ヘリコプターで難燃剤と水を火に投下することもできます。[167] [168]完全な鎮火はもはや期待できませんが、山火事の大部分は制御不能になる前に消火されることがよくあります。毎年発生する1万件の新規山火事の99％以上は封じ込められていますが、異常気象による山火事の回避は、天候の変化なしには困難です。カナダと米国の山火事は、年間平均54,500平方キロメートル（13,000,000エーカー）を焼失させます。[169] [170]
何よりも、山火事との戦いは致命的になりかねない。山火事の燃える前線は予期せず方向を変え、防火帯を飛び越えることもある。激しい熱と煙は方向感覚を失わせ、火の方向を認識できなくすることがあり、それが火災を特に危険なものにする。例えば、1949年に米国モンタナ州で発生したマンガルチ火災では、通信回線を失い方向感覚を失い、火に飲み込まれて13人の消防士が死亡した。 [171] 2009年2月にオーストラリアのビクトリア州で発生した山火事では、少なくとも173人が死亡し、2,029軒以上の家屋と3,500棟以上の建物が山火事に巻き込まれて失われた。[172]
山火事鎮圧のコスト
山火事の鎮圧には国の国内総生産の大きな割合が費やされ、国の経済に直接影響を及ぼします。[173]費用は各火災シーズンの深刻さに応じて年ごとに大きく異なりますが、米国では、地方、州、連邦、部族の機関が山火事の鎮圧に毎年数百億ドルを費やしています。米国では、2004年から2008年の間に国内の山火事の鎮圧に約60億ドルが費やされたと報告されています。[173]カリフォルニア州では、米国森林局が山火事の98％を鎮圧するために年間約2億ドルを費やし、初期の攻撃を逃れて大規模化した残りの2％の火災を鎮圧するために最大10億ドルを費やしています。[174]
野火消火の安全
山火事の消防士は、熱中症、疲労、煙や粉塵などの生命を脅かす危険にさらされているほか、火傷、切り傷や擦り傷、動物に噛まれること、さらには横紋筋融解症などの傷害を受けるリスクもある。[175] [176] 2000年から2016年の間に、350人以上の山火事の消防士が職務中に亡くなった。[177]
特に暑い気候条件では、火災は熱ストレスのリスクをもたらし、暑さ、疲労、脱力、めまい、頭痛、または吐き気を伴う可能性があります。熱ストレスは熱緊張に進行する可能性があり、心拍数や体幹温度の上昇などの生理学的変化を伴います。これは、あせも、けいれん、疲労、または熱中症などの熱関連疾患につながる可能性があります。激しい仕事、年齢や体力などの個人的なリスク要因、脱水、睡眠不足、および負担の大きい個人用保護具など、さまざまな要因が熱ストレスによって引き起こされるリスクに寄与する可能性があります。休息、冷たい水、および時折の休憩は、熱ストレスの影響を軽減するために不可欠です。[175]
煙、灰、残骸も山火事の消防士にとって深刻な呼吸器疾患を引き起こす可能性がある。山火事の煙や塵には一酸化炭素、二酸化硫黄、ホルムアルデヒドなどのガスや、灰やシリカなどの微粒子が含まれている可能性がある。煙への曝露を減らすために、山火事の消火隊は可能な限り、煙の濃い場所で消防士を交代させ、風下での消火を避け、待機区域では人ではなく装備を使用し、消火活動を最小限に抑えるべきである。キャンプや指揮所も山火事の風上に設置すべきである。防護服や防護装備も煙や灰への曝露を最小限に抑えるのに役立つ。[175]
消防士は、脳卒中や心臓発作などの心臓関連疾患のリスクにもさらされています。消防士は良好な体力を維持する必要があります。フィットネス プログラム、健康診断、ストレス テストを含む検査プログラムは、消防活動中の心臓疾患のリスクを最小限に抑えることができます。[175]山火事の消防士が直面するその他の傷害の危険には、滑り、つまずき、転倒、火傷、擦り傷、工具や機器による切り傷、木、車両、またはその他の物体による打撃、トゲやツタウルシなどの植物による危険、ヘビや動物による咬傷、車両衝突、電線や雷雨による感電、不安定な建物構造などがあります。[175]
難燃剤
難燃剤は燃焼を抑制して山火事の進行を遅らせるために使用されます。難燃剤はリン酸アンモニウムと硫酸アンモニウムの水溶液であり、増粘剤でもあります。[178]難燃剤を使用するかどうかは、山火事の規模、場所、強度によって異なります。場合によっては、予防的防火対策として難燃剤を使用することもあります。[179]
一般的な難燃剤には、肥料と同じ物質が含まれています。難燃剤は、浸出、富栄養化、または誤った使用によって水質に影響を与えることもあります。難燃剤の飲料水への影響は、まだ確定していません。 [180]水域のサイズ、降雨量、水流量などの希釈係数は、難燃剤の濃度と効力を低下させます。[179]山火事の残骸（灰と堆積物）は川や貯水池を詰まらせ、洪水や浸食のリスクを高め、最終的には水処理システムを遅らせたり損傷したりします。[180] [181]難燃剤が土地、水、野生生物の生息地、流域の水質に与える影響については引き続き懸念されており、さらなる研究が必要です。しかし、良い面としては、難燃剤（特に窒素とリンの成分）は、栄養分が不足した土壌に肥料効果をもたらし、一時的に植生を増やすことが示されています。[179]
モデリング
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山火事モデリングは、山火事の挙動を理解し予測するための数値シミュレーションです。 [182] [183] 山火事モデリングは、山火事の鎮圧、消防士と一般市民の安全の向上、被害の最小化を目的としています。山火事モデリングは、生態系、流域、大気質の保護にも役立ちます。
計算科学 を用いた山火事モデリングでは、過去の火災事象を統計的に分析して、火災発生リスクと前線の挙動を予測します。単純な楕円、卵形、扇形のモデルなど、さまざまな山火事伝播モデルが過去に提案されています。山火事の挙動を判断する初期の試みでは、地形と植生の均一性が想定されていました。しかし、山火事の前線の正確な挙動は、風速や斜面の急峻さなど、さまざまな要因に依存します。現代の成長モデルは、過去の楕円体記述とホイヘンスの原理を組み合わせて、火災の成長を連続的に拡大する多角形としてシミュレートします。[184] [185] 極値理論は、大規模な山火事の規模を予測するためにも使用できます。しかし、消火能力を超える大規模な火災は、小規模な火災よりも大規模な山火事の影響が大きいにもかかわらず、標準的な分析では統計的な外れ値と見なされることがよくあります。[186]自然環境への影響
雰囲気について
地球の天候と大気汚染のほとんどは、地球の表面から約10キロメートル（6マイル）の高さまで広がる大気圏にある。大規模な山火事の地域では、激しい雷雨や火災積乱雲の垂直上昇が強化され、煙、すす（黒色炭素）、その他の粒子状物質が下部成層圏まで吹き上げられることがある。[187]以前は、成層圏の粒子のほとんどは火山から来るというのが科学理論の主流だったが、煙やその他の山火事の排出物は下部成層圏からも検出されている。[ 188]火災積乱雲は、山火事の上空6,100メートル（20,000フィート）に達することがある。[189]山火事からの煙の衛星観測により、煙は1,600キロメートル（1,000マイル）を超える距離までそのまま追跡できることが明らかになった。[190] CALPUFFなどのコンピュータ支援モデルは、大気拡散モデルを使用して、山火事で発生した煙の柱の大きさと方向を予測するのに役立つ可能性があります。[191]
山火事は地域の大気汚染に影響を及ぼす可能性があり、[192]二酸化炭素の形で炭素を放出します。[193] 山火事の排出物には心血管系や呼吸器系の問題を引き起こす可能性のある微粒子物質が含まれています。[194]対流圏での火災副産物の増加は、オゾン濃度を安全レベルを超えて上昇させる可能性があります。[195]
生態系について
山火事は、植物が生育できるほど湿度が高く、乾燥した暑い期間が長く続く気候でよく発生します。[21]このような場所には、オーストラリアと東南アジアの植生地域、南アフリカの草原、南アフリカ西ケープ州のフィンボス、米国とカナダの森林地帯、地中海盆地などがあります。
強度の高い山火事は、複雑な初期遷移林の生息地（「枯れ木林の生息地」とも呼ばれる）を作り出し、そこでは焼けていない古い森林よりも種の豊富さと多様性がしばしば高い。[196]北米のほとんどの種類の森林の動植物種は火災とともに進化し、これらの種の多くは、繁殖と成長を山火事、特に強度の高い火災に依存している。火は植物質から土壌に栄養分を戻すのに役立つ。火の熱は特定の種類の種子の発芽に必要であり、強度の高い火災によって作られた枯れ木（枯れ木）と初期遷移林は、野生生物にとって有益な生息地条件を作り出す。[196]強度の高い火災によって作られた初期遷移林は、温帯針葉樹林に見られる最も高いレベルの在来生物多様性の一部を支えている。[197] [198]火災後の伐採は生態学的な利益をもたらさず、多くの悪影響をもたらす。火災後の種まきについても同じことがしばしば当てはまる。[129]山火事の排除は、木本植物の侵入など、植生体制の変化に寄与する可能性があります。[199] [200]
一部の生態系は、成長を調節するために自然発生する火災に依存していますが、南カリフォルニアのチャパラルやアメリカ南西部の低地砂漠など、一部の生態系は火災の多さに悩まされています。通常、火災に依存しているこれらの地域での火災頻度の増加は、自然のサイクルを乱し、在来植物群落を損傷し、非在来雑草の成長を促しました。[201] [202] [203] [204] Lygodium microphyllumやBromus tectorumなどの侵入種は、火災で被害を受けた地域で急速に成長する可能性があります。これらは非常に可燃性であるため、将来の火災リスクを高め、火災頻度を増加させ、さらに在来植物群落を変化させる正のフィードバックループを作成します。[42] [117]
アマゾンの熱帯雨林では、干ばつ、森林伐採、牧畜、焼畑農業が耐火性のある森林を破壊し、燃えやすい灌木の成長を促進し、さらなる焼却を促す悪循環を作り出している。[205]熱帯雨林の火災は、多様な種のコレクションを脅かし、大量の二酸化炭素を排出する。 [ 206]また、熱帯雨林の火災は、干ばつや人間の関与と相まって、2030年までにアマゾンの熱帯雨林の半分以上を損傷または破壊する可能性がある。[207]山火事は灰を生み出し、有機栄養素の利用可能性を低下させ、水の流出を増加させ、他の栄養素を浸食して鉄砲水の状態を作り出す。[36] [208] 2003年にノースヨークシャームーアで発生した山火事は、2.5平方キロメートル（600エーカー）のヒースとその下の泥炭層を焼失させた。その後、風食によって灰と露出した土壌が剥ぎ取られ、紀元前1万年頃の考古学的遺跡が発見されました。[209]山火事は気候変動にも影響を与え、大気中に放出される炭素量を増加させ、植生の成長を阻害し、植物による全体的な炭素吸収に影響を与えます。[210]
水路で
山火事後の水路への残骸や化学物質の流出は、飲料水源を危険なものにする可能性があります。[211]山火事が表層水質に与える影響を定量化することは困難ですが、研究では多くの汚染物質の濃度が火災後に増加することが示唆されています。影響は燃焼中および数年後まで発生します。[212]栄養素と総浮遊沈殿物の増加は1年以内に発生する可能性がありますが、重金属濃度は山火事から1～2年後にピークに達する可能性があります。[213]
ベンゼンは、山火事後の飲料水システムで発見された多くの化学物質の1つです。ベンゼンは特定のプラスチックパイプに浸透するため、給水インフラから除去するには長い時間が必要です。研究者は、最悪のシナリオでは、ベンゼンを安全な飲料水基準以下に減らすために、汚染されたHDPEサービスラインを286日以上継続的に洗浄する必要があると推定しました。[214] [215]山火事を含む火災による温度上昇により、プラスチック製の水道管からベンゼンなどの有毒化学物質が生成されることがあります[216]。[217]
植物と動物について
火災適応とは、植物や動物が山火事を生き延びたり、山火事によって生み出された資源を利用したりするために役立つ特性のことです。これらの特性は、植物や動物が火災中に生存率を高めたり、火災後に子孫を繁殖させたりするために役立ちます。植物も動物も、火災後に生き延びて繁殖するための複数の戦略を持っています。山火事が発生しやすい生態系の植物は、多くの場合、地元の火災レジームへの適応を通じて生き延びます。このような適応には、熱に対する物理的な保護、火災後の成長の促進、火災を促進し競争相手を排除する可能性のある可燃性物質が含まれます。
例えば、ユーカリ属の植物には、火災を促進する可燃性油が含まれており、また、硬くて硬葉の葉は熱や干ばつに耐え、火災に耐性の低い種よりも優位に立つことができます。[218] [219]密な樹皮、下部の枝の落下、外部構造の水分含有量の高さも、気温上昇から木を保護する可能性があります。[220]火災に耐性のある種子と火災後に芽生える予備の芽は、先駆種に体現されているように、種の保存を促進します。煙、焦げた木材、熱は、セロチニーと呼ばれるプロセスで種子の発芽を刺激します。[221]燃える植物から出る煙にさらされると、オレンジ色のブテノリドの生成が誘発され、他の種類の植物の発芽が促進されます。[222]
人間への影響
山火事リスクとは、山火事が特定の地域で発生するか、または特定の地域に到達する可能性と、その場合に人間が得る価値の潜在的な損失のことである。リスクは、人間の活動、気象パターン、山火事の燃料の入手可能性、火災を鎮圧するための資源の入手可能性または不足などの変動要因に依存する。[223] [224]山火事は、常に人間社会にとって脅威となっている。しかし、人為的な地理的および気候的変化により、人々はより頻繁に山火事にさらされ、山火事リスクが高まっている。山火事の増加は、1世紀にわたる山火事抑制と、火災が発生しやすい野生地域への人間の開発の急速な拡大から生じていると推測されている。[225]山火事は、森林の健康を促進するのに役立つ自然発生的なイベントである。地球温暖化と気候変動により、全国的に気温が上昇し、干ばつが増えており、山火事リスクの増加に寄与している。[226] [227]
空中の危険
山火事の最も顕著な悪影響は財産の破壊である。しかし、放出された有害化学物質も人間の健康に重大な影響を及ぼします。[228]
山火事の煙は主に二酸化炭素と水蒸気で構成されています。低濃度で存在するその他の一般的な成分には、一酸化炭素、ホルムアルデヒド、アクロレイン、多環芳香族炭化水素、ベンゼンがあります。[229]煙や灰の残骸には、小さな浮遊粒子（固体または液滴）も含まれています。山火事の煙の質量の80～90％は、直径2.5マイクロメートル以下の微粒子サイズクラスに属します。[230]
煙に含まれる二酸化炭素は毒性が低いため、健康へのリスクは低い。むしろ、一酸化炭素と特に直径2.5μm以下の微粒子物質が、健康に対する大きな脅威であると特定されている。 [229] 2007年のカリフォルニアの山火事では、灰の残骸に鉛、ヒ素、カドミウム、銅などの重金属が高濃度で検出された。曝露による健康への影響を恐れて、全国的な清掃キャンペーンが組織された。[231] 85人が死亡した壊滅的なカリフォルニア・キャンプ・ファイア（2018年）では、火災後数時間で近くの現場（チコ）で鉛濃度が約50倍に上昇した。150マイル離れたモデストでも亜鉛濃度が大幅に上昇した。マンガンやカルシウムなどの重金属も、カリフォルニアの数多くの山火事で見つかった。[232]他の化学物質は重大な危険物質であると考えられていますが、検出可能な健康影響を引き起こすには濃度が低すぎます。[要出典]
個人が山火事の煙にさらされる程度は、火災の長さ、深刻度、継続時間、および火災の近接性によって異なります。人々は大気汚染物質を吸入することで呼吸器系を介して煙に直接さらされます。間接的には、地域社会は土壌や水源を汚染する可能性のある山火事の残骸にさらされます。
米国環境保護庁（EPA）は、一般的な大気汚染物質の全国的な大気質基準濃度を提供する公共リソースである大気質指数（AQI）を開発しました。一般の人々は、視程範囲に基づいて有害な大気汚染物質への曝露を判断するためにこれを使用することができます。[233]
健康への影響
山火事の煙には、人間の呼吸器系に悪影響を及ぼす可能性のある粒子が含まれています。健康への影響の証拠は、曝露を制限するために一般の人々に伝えられるべきです。また、証拠は、健康に良い結果をもたらす政策に影響を与えるためにも使用できます。[234]
山火事の煙を吸い込むと健康被害が生じる可能性があります。[235]山火事の煙は、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気、粒子状物質、有機化学物質、窒素酸化物、その他の化合物などの燃焼生成物で構成されています。主な健康被害は、粒子状物質と一酸化炭素の吸入です。[236]
粒子状物質（PM）は、ほこりや液滴の粒子で構成される大気汚染の一種です。粒子径に基づいて、粗粒子、微細粒子、超微細粒子の3つのカテゴリに分類されます。粗粒子は2.5マイクロメートルから10マイクロメートル、微細粒子は0.1マイクロメートルから2.5マイクロメートル、超微細粒子は0.1マイクロメートル未満です。吸入時の体への影響はサイズによって異なります。粗粒子は上気道で濾過され、蓄積して肺の炎症を引き起こす可能性があります。これにより、目や副鼻腔の炎症、喉の痛み、咳が発生する可能性があります。[237] [238]粗粒子は、より重く、より毒性のある物質で構成されることが多く、より強い影響を伴う短期的な影響につながります。[238]
より小さなPMは呼吸器系の奥深くまで移動し、肺や血流の奥深くまで問題を引き起こします。[237] [238]喘息患者の場合、PM 2.5は炎症を引き起こすだけでなく、上皮細胞の酸化ストレスも増加させます。これらの粒子は肺上皮細胞のアポトーシスとオートファジーも引き起こします。どちらのプロセスも細胞を損傷し、細胞機能に影響を与えます。この損傷は、肺の組織と機能がすでに損なわれている喘息などの呼吸器疾患の患者に影響を及ぼします。[238] 0.1マイクロメートル未満の粒子は超微粒子（UFP）と呼ばれます。これは山火事の煙の主成分です。[239] UFPはPM 2.5–0.1のように血流に入り込みますが、研究によると、血液中に入るのがはるかに速いことが示されています。UFPによる炎症と上皮損傷もはるかに深刻であることが示されています。[238] PM 2.5は山火事に関して最大の懸念事項です。[234]これは特に幼児、高齢者、喘息、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、嚢胞性線維症、心血管疾患などの慢性疾患を持つ人にとって危険です。山火事の煙からの微細PMへの曝露に関連する最も一般的な病気は、気管支炎、喘息またはCOPDの悪化、および肺炎です。これらの合併症の症状には喘鳴や息切れがあり、心血管症状には胸痛、心拍数の上昇、疲労感などがあります。[237]
喘息の悪化
いくつかの疫学的研究では、大気汚染と気管支喘息などの呼吸器アレルギー疾患との間に密接な関連があることが実証されている。[234]
2007年のサンディエゴ山火事に関連した煙への曝露に関する観察研究では、サンプルを採取したグループにおいて、医療利用と呼吸器疾患の診断、特に喘息の両方が増加していることが明らかになった。 [240]山火事発生の予測気候シナリオでは、幼児の呼吸器疾患が大幅に増加すると予測されている。[240] PMは、炎症性免疫反応、酸化ストレスなど、アレルギー性呼吸器疾患の有害な変化に関連する一連の生物学的プロセスを引き起こします。 [241]
いくつかの研究では、山火事によるPMに関連した喘息患者の肺機能に有意な急性変化は見られなかったが、これらの直感に反する結果に対する考えられる説明としては、喘息と診断された患者の間で、煙レベルの上昇に対する反応として吸入器などの即効薬の使用が増加したことが挙げられる。[242]
山火事の煙と喘息の悪化の間には一貫した証拠がある。[242]
喘息は米国の小児に最も多くみられる慢性疾患の一つで、推定620万人の小児が罹患している。[243]喘息リスクに関する研究は、特に妊娠期間中の大気汚染リスクに焦点を当てている。これにはいくつかの病態生理学的プロセスが関与している。気道の発達は第2および第3トリメスターに著しく進行し、3歳まで続く。[244]この期間にこれらの毒素にさらされると、この時期の肺上皮の毒素透過性が増加する可能性があるため、結果的に影響を及ぼす可能性があると仮定されている。親の段階および出生前の段階で大気汚染にさらされると、喘息の発症の原因となるエピジェネティックな変化が誘発される可能性がある。[245]研究では、研究間での異質性はあるものの、 PM2.5、NO2と小児期の喘息発症との間に有意な関連性が見出されている。[246]さらに、母親が慢性的なストレス要因にさらされている可能性は、貧困地域では最も高く、これは小児喘息と相関関係にあるため、幼少期の大気汚染への曝露、近隣の貧困、および小児期のリスクとの関連をさらに説明できる可能性がある。[247]
一酸化炭素の危険
一酸化炭素（CO）は無色無臭のガスで、くすぶっている火のすぐ近くで最も高濃度になります。そのため、山火事の消防士の健康にとって深刻な脅威となります。煙に含まれるCOは肺に吸い込まれ、血流に吸収され、体の重要な臓器への酸素供給を減少させます。高濃度では、頭痛、脱力感、めまい、混乱、吐き気、見当識障害、視覚障害、昏睡、さらには死に至ることもあります。山火事で見られるような低濃度でも、心血管疾患のある人は胸痛や不整脈を経験することがあります。[229] 1990年から2006年までの山火事消防士の死亡者数と原因を追跡した最近の研究では、死亡者の21.9%が心臓発作によるものであることがわかりました。[248]
山火事によるもう一つの重要な、そしてやや目立たない健康への影響は、精神疾患や障害である。山火事によって直接的または間接的に影響を受けた様々な国の成人および子供は、山火事の経験に関連したさまざまな精神状態を示していることがわかった。これには、心的外傷後ストレス障害（PTSD）、うつ病、不安症、恐怖症などが含まれる。[249] [250] [251] [252] [253]
疫学
米国西部では、過去数十年間にわたり山火事の頻度と激しさがともに増加している。これは、この地域の乾燥した気候と地球温暖化の影響によるものだと考えられている。米国西部では、2004年から2009年にかけて推定4,600万人が山火事の煙にさらされた。山火事の煙が空気中の微粒子レベルを上昇させる可能性があることが実証されている。[234]
EPAは、国家大気環境基準を通じて大気中のPMの許容濃度を定義し、大気環境の監視を義務付けています。[254]これらの監視プログラムと人口密集地域の近くで発生したいくつかの大規模な山火事の発生により、疫学的研究が行われ、山火事の煙による微粒子物質の増加と人間の健康への影響との関連が実証されています。
2002年6月にコロラド州で発生したヘイマン山火事で排出されたPMの煙の増加は、COPD患者の呼吸器症状の増加と関連していた。[255] 2003年に南カリフォルニアで発生した山火事では、煙中のPMのピーク濃度にさらされた際に喘息症状による入院が増加したことが研究者らによって示されている。[256]別の疫学研究では、山火事特有の粒子状物質が2.5と高い煙波の日には、対応する非煙波の日と比較して、呼吸器関連の入院リスクが7.2%（95%信頼区間: 0.25%、15%）増加することが判明した。[234]
子どもの健康調査に参加した子どもたちは、目や呼吸器の症状、薬の使用、医師の診察の増加も見られました。[257]火災発生時に妊娠していた母親は、被災しなかった母親に比べて平均出生体重がわずかに低い赤ちゃんを出産しました。これは、妊婦が山火事による悪影響を受けるリスクが高い可能性を示唆しています。[258]世界中で、毎年339,000人が山火事の煙の影響で亡くなっていると推定されています。[259]
PMの大きさに加えて、その化学組成も考慮する必要があります。先行研究では、山火事の煙からのPM2.5 の化学組成は、固形燃料などの他の煙源と比較して、人間の健康への影響の推定値が異なる可能性があることが実証されています。[234]
火災後のリスク
山火事の後も危険は残ります。家に戻った住民は、火事で弱った木が倒れる危険にさらされるかもしれません。人間やペットも灰穴に落ちて危害を受ける可能性があります。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）はまた、山火事が特に乾燥地域で電力システムに重大な損害を与えると報告しています。[260]
有害廃棄物レベルの化学的に汚染された飲料水は、深刻化する問題となっている。特に、埋設水道システムの有害廃棄物規模の化学的汚染は、2017年に米国で初めて発見され、[261]その後、ハワイ、コロラド、オレゴンの山火事後に記録されるケースが増えている。[262] 2021年、カナダ当局はブリティッシュコロンビア州での火災後の公衆安全調査のアプローチを適応させてこのリスクをスクリーニングしたが、2023年時点では発見されていない。もう1つの課題は、個人の飲用井戸や建物内の配管も化学的に汚染されて安全でなくなる可能性があることである。[263]家庭は、この汚染された水に関連して、多種多様な重大な経済的・健康的影響を受けている。[264]山火事の影響を受けた井戸[265]と建物の給水システムを検査およびテストする方法に関する証拠に基づくガイダンスは、2020年に初めて開発されました。[266]たとえば、カリフォルニア州パラダイスでは、[267] 2018年のキャンプファイアにより1億5000万ドル以上の被害が発生しました。これにより、市の飲料水システムを山火事による被害から除染し修復するのにほぼ1年かかりました。
この汚染源は、2018年にカリフォルニア州で発生したキャンプファイアの後に、水道システム内の熱劣化したプラスチック、減圧された配管に入る煙や蒸気、そして建物内の汚染された水が市の水道システムに吸い込まれたことが原因であると初めて提案されました。2020年には、プラスチック飲料水材料の熱劣化が潜在的な汚染源の1つであることが初めて示されました。[268] 2023年には、水圧が失われたパイプに汚染物質が吸い込まれる可能性があるという2番目の理論が確認されました。[269]
その他の極端な気象が続くと、火災後のリスクが増大する可能性があります。例えば、山火事により土壌の降水吸収能力が低下するため、大雨によりさらに深刻な洪水や土砂崩れなどの被害が発生する可能性があります。[270] [271]
危険にさらされているグループ
消防士
消防士は、山火事の煙にさらされることによって急性および慢性の健康被害を受けるリスクが最も高い。消防士は職務上、危険な化学物質に長時間、至近距離でさらされることが多い。山火事の煙への消防士の曝露に関する事例研究によると、消防士はOSHA許容曝露限界値（PEL）およびACGIH閾値限界値（TLV）を超える一酸化炭素および呼吸器刺激物質にかなり高いレベルで曝露されている。5～10%が過剰曝露している。[272]
2001年から2012年の間に、野火消防士の間で200人以上の死亡事故が発生しました。熱や化学物質による危険に加えて、消防士は電線による感電、機器による負傷、滑って転倒する、車両が横転する、熱中症、虫刺され、ストレス、横紋筋融解症などの危険にもさらされています。[273]
住民
山火事の周辺地域の住民は低濃度の化学物質にさらされているが、水や土壌の汚染による間接的な曝露のリスクは高い。住民の曝露は個人の感受性に大きく依存する。子供（0～4歳）、高齢者（65歳以上）、喫煙者、妊婦などの脆弱な人々は、すでに身体系が弱っているため、曝露が低濃度の化学物質で比較的短期間であったとしても、リスクが増大する。[229]彼らは将来の山火事のリスクにもさらされており、リスクが低いと考えられる地域に移動する可能性がある。[274]
山火事はカナダ西部と米国で多数の人々に影響を与えている。カリフォルニア州だけでも、35万人以上が「火災危険度が非常に高い地域」の町や都市に住んでいる。[275]
火災が発生しやすい地域の建物居住者への直接的なリスクは、耐火性のある植生の選択、瓦礫の堆積を防ぎ防火帯を作るための造園の維持、耐火性のある屋根材の選択などの設計上の選択によって緩和することができます。暖かい季節に空気の質が悪く暑さが加わる潜在的な複合的な問題は、建物の換気システムにおけるMERV 11以上の屋外空気ろ過、機械冷却、必要に応じて追加の空気清浄と冷却を備えた避難所の提供によって対処できます。[276]
歴史
山火事の最初の証拠は、木炭として保存された巨大菌類プロトタキシテスの化石で、南ウェールズとポーランドで発見され、シルル紀（約4億3000万年前）のものである。[277]くすぶる表面火災は、4億500万年前の前期デボン紀より前に発生し始めた。中期および後期デボン紀の大気中の酸素濃度の低下は、木炭の減少を伴った。[278] [279]追加の木炭の証拠は、火災が石炭紀を通じて続いたことを示唆している。その後、大気中の酸素が後期デボン紀の13％から後期ペルム紀までに30〜31％に全体的に増加すると、山火事の分布がより広範囲に広がった。[280]その後、後期ペルム紀から三畳紀にかけての山火事関連の木炭堆積物の減少は、酸素レベルの低下によって説明される。[281]
古生代と中生代の山火事は、現代に起こる火災と似たパターンをたどった。乾季に起こる地表火災[説明が必要]は、デボン紀と石炭紀の前裸子植物林で明らかである。石炭紀の鱗状樹林には、樹冠火災の証拠となる焦げた山頂がある。ジュラ紀の裸子植物林では、高頻度で軽い地表火災の証拠がある。[281]後期第三紀の火災活動の増加[282]は、 C4タイプの草の増加による可能性がある。これらの草がより中湿の生息地に移行すると、その高い可燃性によって火災頻度が増加し、森林地帯よりも草地が増加した。[283]しかし、火災が発生しやすい生息地は、火災に耐え、火熱を利用するために厚い樹皮を持つユーカリ属、マツ属、セコイア属などの樹木の隆起に貢献した可能性がある。[284] [285]
人間の関与
旧石器時代と中石器時代に人類が農業や狩猟のために火を使用したことで、既存の景観や火災の状況が変化した。森林地帯は徐々に、移動、狩猟、種子の採取、植栽を容易にする小規模な植生に取って代わられた。[286]記録された人類の歴史では、聖書やホメロスなどの古典作家によって山火事への小さな言及がある。しかし、古代ヘブライ、ギリシャ、ローマの作家は火事を認識していたものの、山火事が発生した未耕作の土地にはあまり関心がなかった。[287] [288]山火事は人類の歴史を通じて、初期の熱兵器として戦闘で使用されてきた。中世からは、職業上の焼き討ちや、火の使用を規制する慣習や法律についての記述が残されている。ドイツでは、1290年にオーデンヴァルトで、1344年にシュヴァルツヴァルトで定期的な焼き討ちが記録されている。[289] 14世紀のサルデーニャ島では、防火帯が山火事防止のために使われていた。1550年代のスペインでは、移動牧畜に使われる火の有害な影響を理由に、フェリペ2世によって特定の地域での羊の飼育が奨励されなかった。[287] [288] 17世紀には早くも、ネイティブアメリカンが耕作、合図、戦争など多くの目的で火を使用しているのが観察されていた。スコットランドの植物学者デイビッド・ダグラスは、先住民が火をタバコ栽培に使用し、狩猟目的でシカをより狭い範囲に誘導し、蜂蜜やバッタの採餌を改善するために使用していたことを指摘した。中央アメリカの太平洋沿岸沖の堆積物で発見された木炭は、スペインによるアメリカ大陸の植民地化の50年前の方が植民地化後よりも多くの火災が発生していたことを示唆している。[290]第二次世界大戦後のバルト海地域では、社会経済の変化により、より厳しい大気質基準と火の禁止が施行され、伝統的な野焼きの習慣が廃止されました。[289] 19世紀半ば、HMS ビーグル号の探検家たちは、オーストラリアの先住民が火を使って土地を整地したり、狩猟をしたり、植物の栄養を再生したりしているのを観察しました。この方法は後に火棒農法と名付けられました。[291]このような慎重な火の使用は、カカドゥ国立公園で保護されている地域で何世紀にもわたって生物多様性を促進するために行われてきました。[292]
山火事は典型的には気温上昇と干ばつの時期に発生する。イエローストーン国立公園北東部の扇状地における火災関連の土石流の増加は、中世温暖期と一致する西暦1050年から1200年までの期間と関連付けられてきた。[293]しかし、人為的影響が火災頻度の増加を引き起こした。フィンランドの年輪年代学的火災跡データと木炭層データによると、多くの火災は深刻な干ばつ時に発生したが、紀元前850年から西暦1660年の火災件数の増加は人為的影響によるものであることが示唆されている。[294]アメリカ大陸の木炭の証拠によると、西暦1年から1750年の間にはそれ以前の年に比べて山火事が全体的に減少した。しかし、北米とアジアの木炭データによると、1750年から1870年の間に火災頻度が増加した期間があったことが示唆されており、これは人口増加と土地開墾慣行などの影響によるものと考えられる。この時期の後、20世紀には農業の拡大、家畜の放牧の増加、火災予防の取り組みに関連して、火災は全体的に減少しました。[295]メタ分析によると、1800年以前のカリフォルニアでは、近年の10年間と比較して17倍の土地が毎年焼失していました（年間180万ヘクタール対10万2千ヘクタール）。[296]
サイエンス誌に掲載された論文によると、1998年から2015年の間に自然火災と人為的火災の数は24.3%減少した。研究者らは、これは遊牧民から定住生活への移行と農業の強化により、土地開墾のための火の使用が減少したためだと説明している。[297] [298]
特定の樹木種（針葉樹など）が他の樹木種（落葉樹など）よりも増えると、特にこれらの樹木が単一栽培されている場合、山火事のリスクが高まる可能性があります。[299] [300]人間によって持ち込まれた侵入種 （パルプおよび製紙産業用など）の中には、山火事の激しさを増すものもあります。例としては、カリフォルニアのユーカリ[301] [302]やオーストラリアのガンバグラスなどがあります。
社会と文化
山火事は多くの文化に根付いている。「山火事のように広がる」は英語の慣用句で、「急速に多くの人々に影響を与えたり、知られるようになる」ことを意味する。[303]
山火事は古代ギリシャの発展の大きな要因とされてきた。現代ギリシャでは、他の多くの地域と同様に、山火事は自然災害によって引き起こされる最も一般的な災害であり、人々の社会的、経済的生活に大きな影響を与えている。[304]
1937年、フランクリン・D・ルーズベルト大統領は、森林火災における人間の不注意の役割を強調した全国的な火災予防キャンペーンを開始した。その後のプログラムのポスターには、アンクル・サム、ディズニー映画「バンビ」のキャラクター、米国森林局の公式マスコットであるスモーキーベアが登場した。[305]スモーキーベア火災予防キャンペーンは、米国で最も人気のあるキャラクターの1つを生み出した。長年にわたり、スモーキーベアの生きたマスコットが存在し、それを記念した切手も発行された。[306]
また、山火事による間接的または二次的な社会的影響も大きく、例えば、電力会社に対して送電設備が発火源にならないようにするよう要求したり、山火事が発生しやすい地域に住む住民の住宅保険が解約または更新されないなどがある。[307]
参照
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- 火災地理学 – 山火事の分布の研究
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- 山火事リスク指標:
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制御された焼却は
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