森林と都市の境界域

カルキン・フレームワークは、森林と都市の境界地域（WUI）における壊滅的な山火事を、3つのカテゴリーの要因に基づいて予測します。これらの要因によって、山火事の脅威の度合いを評価することができます。具体的には、火災の勢いを決定づける生態学的要因、発火を決定づける人的要因、そして被害を決定づける脆弱性要因です。これらの要因は通常、地理空間的な関係性の中で捉えられます。

生態学的要因のカテゴリーには、気候、季節的な気象パターン、植生の地理的分布、過去の空間的な山火事データ、地理的特徴が含まれます。^{[ 11 ]}生態学的要因は、山火事の規模と強度を決定します。

人的要因のカテゴリーには、住宅の配置と密度が含まれます。密度は、2 つの理由で山火事のリスクと相関しています。第一に、火災は人が引き起こします。2001 年～ 2011 年、国立機関間火災センター(NIFC) が記録した山火事の 85% は人が引き起こしました。第二に、住宅には可燃物が含まれており、木の破片などの移動可能な火種が発生するため、山火事を激化させます。 ^{[ 3 ]}人口密度と山火事のリスクの関係は非線形です。人口密度が低い場合、人為的な発火は少なくなります。発火は人口密度とともに増加します。しかし、火災の発生が減少する人口密度の閾値があります。これは、北米、地中海盆地、チリ、南アフリカのさまざまな環境で当てはまります。減少の考えられる理由には、火種が伝わるオープン スペースの減少、都市開発による燃料の断片化、消火資源の利用可能性の増加などがあります。人口密度が中程度の地域は、人口密度が低い地域や高い地域よりも山火事のリスクが高い傾向がある。^{[ 10 ]}

脆弱性要因のカテゴリーは、居住可能な建物と道路との距離、管理者と責任の適合性、土地利用、建築基準、景観の種類などによる避難時間によって測定されます。

山火事の延焼は、一般的に最小移動時間（MTT）アルゴリズムでシミュレーションされる。^{[ 28 ]}

MTTアルゴリズムが登場する以前は、火災の境界はホイヘンスの原理を応用してモデル化されていました。境界は二次元表面上の波面として扱われていました。

最小移動時間 (MTT) 法は、ホイヘンスの原理に基づいて、2 点間の火の最小移動時間を求めます。MTT は、風向や燃料水分などの環境要因がほぼ一定であると仮定します。MTT は、スケーラビリティとアルゴリズムの速度においてホイヘンスの原理よりも優れています。しかし、要因は動的であり、一定の表現には限られたウィンドウという代償が伴うため、MTT は短時間スケールのシミュレーションにのみ適用可能です。^{[ 29 ]}

壊滅的なWUI（都市近郊森林地帯）の山火事の発生確率は、潜在的な山火事の強度を抑制する、発火源を減らす、脆弱性を減らすという3つの実行可能なWUI目標に対する責任分担によって制御されます。これらの目標が達成されると、そのコミュニティは火災に適応したコミュニティとなります。米国森林局は、火災に適応したコミュニティを「インフラ、建物、景観、および周辺の生態系に関する住民の意識と行動によって、大規模な防火対策の必要性が軽減され、コミュニティが火災を周囲の景観の一部として安全に受け入れることができる、知識豊富で積極的なコミュニティ」と定義しています。

WUIの3つの目標を達成する責任は、土地管理機関、地方自治体、個人という3つのグループにある。^{[ 30 ]}

• 土地管理機関は、インフラを強化することで発火源を排除し、燃料や植生の管理によって山火事の規模と激しさを軽減し、個人の備えに関する地域住民への教育によって脆弱性を低減し、山火事に対しては消火活動で対応する。
• 地方自治体は、中密度開発区域指定を避けることで、人的要因を抑制している。
• 個人は、住宅の耐火性を高めたり、建物の可燃性を下げたり、火種を発生させる物質を排除したりするなど、備えをすることで、火災に対する脆弱性を軽減できる。

火災に適応した地域社会は、山火事との関わりにおいて成功を収めてきた。

火災に適応したコミュニティの主な利点は、責任の枠組みの中核として個人に依存することで、地方、地域、および国の政府によるWUIの支出が削減されることです。^{[ 31 ]}

山火事で建物が燃え上がるリスクは、住宅発火ゾーン（HIZ）指標によって計算されます。HIZには、少なくとも建物の周囲200フィート（61メートル）以内の空間が含まれます。 ^{[ 32 ]} HIZは、建物の山火事対策の責任者に対するガイドラインです。家主とテナント（所有者が同一人物の場合は住宅所有者）は、防御ゾーンを物理的に構築および維持する責任があり、地方自治体は、防御ゾーンが効果的になるように土地利用境界を定義します（注：耐火性は恣意的であり、特定の熱に対する抵抗時間で定義されていません。これらのガイドラインは、燃えにくい非常緑樹に対しては緩和されます。このガイドは、山火事で個々の建物が燃えるのを防ぐことを目的としたものではなく、WUIでの壊滅的な山火事を防ぐことを目的としています）。 

• 構造物に関するガイドライン：
  • 屋根材は耐火性があり、燃えさしが発生しません。
  • 外壁材は耐火性です。
  • 軒、屋根裏、基礎、屋根の換気口は、燃えさしを捕らえるのに十分な細かさの金網で覆われている。
  • デッキとポーチの材料は耐火性です。
• 造園に関するガイドライン：
  • 窓の周りに植物を置かないでください（熱でガラスが割れる可能性があります）。
  • 植物は壁から1.5メートル以上離して植えてください。ここは土がむき出しの生育禁止区域ですが、刈り込んだ芝生と不燃性のマルチング材を敷き、落葉樹をまばらに植えることもできます。 
  • 建物から30フィート（9.1メートル）以内に木が生えないようにしてください。 
  • 建物から100フィート（30メートル）以内の植生は間引いてください。 
• 屋外メンテナンスに関するガイドライン：
  • 木の枝は屋根から3メートル（10フィート）以内まで剪定してください。 
  • 木の枝を電線から離してください。
  • 屋根、雨どい、窓のくぼみ、デッキの下から落ちたゴミを取り除いてください。
  • 地面から6フィート（1.8メートル）の高さにある木の枝を剪定してください。 
  • 落ち葉や松葉などの堆積物を燃やす。
  • 枯れた木や低木を取り除き、処分してください。
• 可燃物に関するガイドライン：
  • 薪の山を含め、主要構造物および補助構造物の周囲30フィート（9.1メートル）以内には可燃物を置いてはいけません。 
  • プロパンタンクや燃料油タンクの周囲10フィート（3.0メートル）は空けておいてください。 

3つの課題があります。^{[ 30 ]}

• 山火事は生態系の発達に自然に貢献する生態学的プロセスであり、多くの原野は歴史的に周期的な火災が発生しやすい性質を持っている。そのため、森林・都市境界地域における火災の根絶は不可能である。
• 山火事は広範囲に延焼する可能性があり、地域によって山火事のリスクや備えが異なるため、山火事対策の調整は困難である。
• 実際の山火事リスクと、山火事管理サービスに対する社会政治的な期待は一致しておらず、過信によって真の危険が隠蔽されている。

火災適応型コミュニティの性能の一例は、2018 年 11 月にキャンプ ファイアがカリフォルニア州ビュート郡のコンコウ コミュニティを通過した際に実証されました。コンコウ コミュニティは火災適応型コミュニティでした。^{[ 33 ]}この晩秋の火災は、火災適応型コミュニティ理論のストレス テストとなりました。コンコウ コミュニティは破壊されました。山火事は、予想されていた炎の先端の減速を示すことなくコミュニティを通過し続けました。減速があったとしても、予想よりは小さかったものの、減速によって住民が炎の先端より前に避難することができました。山火事は、コンコウ コミュニティとカリフォルニア州パラダイス町の間の原野を通過し続けました。その後、山火事は、火災適応型コミュニティへと発展しつつあったパラダイス町を破壊しました。^{[ 34 ]}山火事の発生源は、最近再設計されたものの再建されておらず、新しい設計には WUI を通過する部分の着火防止対策が含まれていなかった、耐火性のない送電線インフラであると疑われている。^{[ 35 ]}キャンプ火災は、カタバティック風によって引き起こされる晩秋の山火事、およびインフラの発火源を制御する土地管理機関の責任において、火災適応コミュニティ理論の限界を示した。