دراسة محاكاة تُظهر أن مصدات الحريق الخضراء المروية يمكنها إبطاء حرائق الغابات الأسترالية

صانشاين كوست، أستراليا — أظهرت نمذجة بالمحاكاة الحاسوبية أجراها باحثون في جامعة صانشاين كوست أن الري الاستراتيجي لمناطق الغطاء النباتي منخفض الاشتعال يمكن أن يتباطأ بشكل كبير من انتشار حرائق البراري ويقلل من شدتها الحرارية. وتركز الدراسة، التي أُعلن عنها في 2 أكتوبر/تشرين الأول 2026، على مصدات الحريق الخضراء واسعة النطاق—وهي شرائط أرضية مخصصة ومزروعة بنباتات مقاومة للحريق ومدعومة بأنظمة ري مستهدفة. وتستهدف هذه الاستراتيجية، من خلال إخماد ارتفاع ألسنة اللهب وتأخير تقدم حرائق الغابات عبر مناطق عازلة حيوية، تزويد فرق الاستجابة للطوارئ والمجتمعات السكنية بوقت إضافي حيوي لتنفيذ عمليات الإخلاء، ونشر معدات الدفاع، وتوزيع أصول الإطفاء خلال أحداث الطقس المحفزة للحرائق الشديدة.

## حقائق رئيسية

- استخدم باحثون في جامعة صانشاين كوست نمذجة متقدمة بالمحاكاة الحاسوبية لتقييم أداء حواجز الغطاء النباتي المروية منخفضة الاشتعال أثناء حرائق الغابات. - كشفت النمذجة أن الجمع بين أنواع النباتات منخفضة الاشتعال والري المستهدف يقلل بشكل كبير من المعدل الأمامي المتوقع لانتشار الحريق والشدة الإجمالية له. - صُممت المناطق العازلة لمصدات الحريق الخضراء لتركيبها على طول الواجهة الفاصلة بين المناطق البرية والحضرية لتقليل ارتفاع ألسنة اللهب وكبح تطاير الجمر المشتعل. - تعالج هذه الاستراتيجية تحديات قديمة كشفت عنها الكوارث الأسترالية الكبرى، بما في ذلك حرائق "الصيف الأسود" لعامي 2019-2020 التي أتت على أكثر من 24 مليون هكتار في جميع أنحاء البلاد. - يعتمد تطبيق هذا النموذج خلال ظروف الجفاف الممتدة على الوصول إلى إمدادات مياه مستمرة، مثل مياه الصرف الصحي البلدية المعالجة أو شبكات تجميع مياه الأمطار.

## ماذا حدث

استخدم باحثون في جامعة صانشاين كوست برامج محاكاة لسلوك الحرائق لاختبار كيف تؤدي التعديلات المتعمدة في تركيبة الغطاء النباتي ومستويات الرطوبة في المناظر الطبيعية إلى تغيير ديناميكيات حرائق البراري المتقدمة. وتعتمد الطرق التقليدية للتخفيف من حرائق البراري في أستراليا بشكل أساسي على فواصل الوقود المادية، وإزالة الغطاء النباتي حتى التربة العارية، والحرق المحكوم المخطط له موسمياً لتجريد مسار الحرائق المحتملة من الوقود الجاف. وفحصت محاكاة صانشاين كوست نهج البنية التحتية الخضراء: إنشاء حواجز نباتية حية، تُعرف باسم مصدات الحريق الخضراء أو الدروع الخضراء، وتكون تقع مباشرة بين الأدغال المحلية والمجتمعات المأهولة بالسكان.

وقيمت المحاكاة الحاسوبية تأثير استبدال الغطاء النباتي شديد الاشتعال بأنواع نباتية منخفضة الاشتعال تتميز بقدرة عالية على الاحتفاظ برطوبة الأوراق وتركيزات منخفضة من الزيوت العطرية الطيارة. وعندما أُجريت النمذجة لهذه الأنواع المختارة في ظروف ري منتظم أو مستهدف، أظهرت النتائج انخفاضاً حاداً في كل من المعدل الأمامي لانتشار الحريق وإجمالي الطاقة الحرارية الإشعاعية المنبعثة من جبهة الحريق.

وتتضمن الآلية الأساسية التي حددتها النمذجة كبح تحول الحرائق السطحية إلى حرائق قممية (حرائق مظلة الأشجار) شديدة الكثافة. فمن خلال الحفاظ على مستويات مرتفعة من رطوبة الوقود داخل الحاجز الأخضر العازل، تستهلك جبهة الحريق المتقدمة طاقة حرارية كبيرة في تبخير الرطوبة داخل الأنسجة النباتية بدلاً من الاشتعال السريع للمركبات العضوية الطيارة. ونتيجة لذلك، تباطأت الحرائق التي شملتها النمذجة بشكل ملحوظ وأظهرت أطوال ألسنة لهب أقل عند دخولها المنطقة المروية. ووفقاً للبحث الذي نقله موقع phys.org، يوفر هذا الانخفاض في السرعة والانبعاث الحراري لخدمات الطوارئ نافذة تشغيلية ممتدة لإنشاء خطوط احتواء، وحماية الأصول الإنشائية، وإخلاء السكان المجاورين بأمان.

## لماذا يهم الأمر

تقدم هذه النتائج أداة واعدة للحد من مخاطر الكوارث، والتخطيط البلدي لاستخدام الأراضي، وإدارة المياه في المناطق الحضرية عبر المناطق العرضة للحرائق في أستراليا وعلى المستوى الدولي. وغالباً ما تتاخم المناطق شبه الحضرية المتوسعة في أستراليا غابات الصلبة الأوراق الجافة وأدغال الكافور (Eucalyptus)، مما يخلق واجهة عريضة بين المناطق البرية والحضرية حيث تكون تهديدات الحرائق للأرواح والممتلكات أكثر شدة. ويمكن أن تعاني مصدات الحريق ذات التربة العارية من تآكل شديد في التربة وتخفق في منع الجمر المتطاير في الهواء من تجاوز خطوط الاحتواء، بينما توفر الأحزمة الخضراء المروية فوائد تبريد بيئية ومناخية دقيقة مستمرة وتعمل كبنية تحتية سلبية للتخفيف من الحرائق أثناء الطوارئ.

ومن منظور عمليات إطفاء الحرائق، تحدد شدة الحريق ما إذا كان بإمكان الفرق الأرضية المواجهة المباشرة لجبهة الحريق. وفي هندسة حرائق البراري، غالباً ما تُحسب شدة الحريق باستخدام معادلة بايرام لشدة الحريق (Byram's intensity formula)، التي تقيس كمية الطاقة المنبعثة بالكيلوواط لكل متر من جبهة الحريق. وعندما تتجاوز الشدة نحو 4000 كيلوواط لكل متر، يصبح الهجوم المباشر بخراطيم المياه واحتواء الحريق بالأدوات اليدوية أمراً خطيراً وغير فعال، مما يجبر وكالات الإطفاء على التراجع إلى خطوط دفاع ثانوية بعيدة. ومن خلال إخماد الإشعاع الحراري والحفاظ على شدة الحريق دون العتبات التشغيلية الحرجة عند حدود المدن، تمكّن مصدات الحريق الخضراء الفرق الأرضية والآليات الثقيلة من العمل بأمان بالقرب من الأصول الإنشائية.

بالإضافة إلى ذلك، يتيح دمج مصدات الحريق الخضراء في إدارة المياه البلدية للمجالس المحلية استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة أو مياه الأمطار الحضرية المجمعة. وبدلاً من تصريف المياه العادمة المعالجة في المصبات البحرية أو أنظمة الأنهار، يمكن لسلطات المياه إعادة توجيه المياه المعالجة لري مناطق الدفاع، مما يحول تدفق النفايات البلدية إلى بنية تحتية فعالة للتخفيف من الكوارث دون المساس بإمدادات مياه الشرب خلال الفصول الجافة.

## الخلفية

تُعد أستراليا واحدة من أكثر البيئات العرضة للحرائق على وجه الأرض، مدفوعة بمناخ جاف وموجات حر صيفية ورياح موسمية قوية. وتهيمن على الغطاء النباتي الأصلي في القارة أنواع الكافور (Eucalyptus وCorymbia وAngophora) المتكيفة مع الحرائق، والتي تحتوي أوراقها على زيوت التربين الطيارة وتنتج لحاءً جافاً ومتساقطات أوراق وفيرة. وفي ظل ظروف الرياح العاتية ودرجات الحرارة المرتفعة، تخلق هذه المواد القابلة للاشتعال حرائق غابات سريعة الانتشار وشديدة الكثافة وقادرة على توليد ظواهر جوية محلية، بما في ذلك السحب الركامية المزنية الحرارية (pyrocumulonimbus).

وكان المقياس الحديث لدمار حرائق الغابات الأسترالية قد حدث خلال موسم "الصيف الأسود" لعامي 2019-2020. وعلى مدار فترة ثمانية أشهر شملت نيوساوث ويلز وفيكتوريا وكوينزلاند وجنوب أستراليا وأستراليا الغربية، أتت الحرائق على ما بين 24 مليون و35 مليون هكتار من الأراضي. وأسفرت الكارثة عن سقوط 33 قتيلاً بشكل مباشر، وتدمير أكثر من 3000 منزل، وتضرر ما يُقدر بنحو ثلاثة مليارات حيوان بري، وأدت إلى وفاة ما يُقدر بنحو 445 شخصاً بشكل غير مباشر جراء استنشاق الدخان الخطر.

وعقب هذه الكارثة، سلطت اللجنة الملكية لعام 2020 المعنية بالترتيبات الوطنية للكوارث الطبيعية الضوء على الحاجة الملحة لاستراتيجيات مبتكرة لإدارة الوقود، وتحسين التخطيط لاستخدام الأراضي، وتعزيز الحماية المحيطة بالمدن. ويوجه الحرق المحكوم التقليدي—الذي يُجرى خلال أشهر الشتاء الباردة لتقليل متساقطات الغابات المتراكمة—قيوداً تشغيلية متزايدة بسبب تغير المناخ الذي يضيق النوافذ الجوية الآمنة للحرق. ونتيجة لذلك، ركز الباحثون على نهج بديلة، بما في ذلك تصنيف قابلية النباتات للاشتعال وإدارة رطوبة الغطاء النباتي المحلي، لتعزيز أنظمة الدفاع المجتمعي.

## ردود الفعل

وعقب نشر دراسة جامعة صانشاين كوست، يُتوقع أن تراجع وكالات خدمات الطوارئ ومجالس الحكومات المحلية ومديرو الأراضي البيئية الجدوى التشغيلية لأنظمة مصدات الحريق الخضراء. وتقوم خدمات الحرائق في الولايات، مثل إدارة الحرائق وخدمات الطوارئ في كوينزلاند وخدمة الحرائق الريفية في نيوساوث ويلز، بتقييم النمذجة الأكاديمية بانتظام لتحديد ما إذا كان يمكن دمج تقنيات الإخماد المستحدثة في خطط إدارة الحرائق الإقليمية.

وتواجه المجالس المحلية قرارات بشأن الاستثمارات في البنية التحتية المطلوبة لإنشاء أنظمة توزيع المياه المعالجة ذات الأنابيب المزدوجة على طول الحدود شبه الحضرية. ويُتوقع أن يقوم علماء البيئة ومنظمات الحفظ بتقييم اختيار الأنواع النباتية ضمن مصدات الحريق الخضراء المقترحة لضمان عدم تحول النباتات منخفضة الاشتعال إلى أعشاب ضارة غازية داخل الأدغال المحلية المجاورة، مع تقييم كفاءة استخدام المياه خلال فترات الجفاف الممتدة.

## ما لا نعرفه بعد

على الرغم من أن المحاكاة الحاسوبية تظهر فوائد نظرية واضحة، إلا أن العديد من الأسئلة الفنية والعملية لا تزال دون إجابة في التقارير المتاحة. فالأنواع النباتية المحددة التي أُجريت عليها الاختبارات في نموذج صانشاين كوست، إلى جانب منحنيات الاحتفاظ برطوبة الأوراق الدقيقة ومعايير تأخير الاشتعال الخاصة بها، لم تُفصل في الملخص الأولي.

علاوة على ذلك، لا يزال الحجم الدقيق للمياه المطلوبة لكل هكتار للحفاظ على رطوبة الغطاء النباتي الفعالة خلال أحداث موجات الحر الشديدة—عندما يكون الطلب الجوي على التبخر في أعلى مستوياته—غير محدد. كما أُهملت التكلفة الرأسمالية المقارنة لكل كيلومتر لبناء وصيانة الأحزمة الخضراء المروية مقابل التطهير المادي التقليدي أو الحرق المحكوم. وتظل هناك أسئلة أيضاً حول كيفية أداء مصدات الحريق الخضراء في ظروف الرياح الشديدة التي تتجاوز سرعتها 80 كيلومتراً في الساعة، حيث يمكن للتطاير الشديد للجمر المشتعل أن ينقل الجمر المحمول جواً لكيلومترات أمام جبهة الحريق الرئيسية، متجاوزاً حواجز الغطاء النباتي على مستوى الأرض تماماً.

## ما يجب مراقبته

تشمل التطورات الرئيسية التي يجب متابعتها نشر الدراسة الكاملة المحكمة التي تفصل إطار المحاكاة، والمعايير الرياضية، وأنواع الغطاء النباتي المحددة التي حللها فريق جامعة صانشاين كوست. كما سيراقب أصحاب المصلحة ما إذا كانت وكالات الحرائق في الولايات أو المجالس الإقليمية ستشرع في إجراء تجارب ميدانية لاختبار قطاعات مصدات الحريق الخضراء الفعلية على طول الحدود عالية المخاطر بين المناطق الحضرية والبرية.

وتشمل المؤشرات الإضافية التي يجب تتبعها ما إذا كانت أدوات التنبؤ بحرائق البراري الوطنية، مثل منصة Spark التي طورتها منظمة البحث العلمي والصناعي لدول الكومنولث (CSIRO) في أستراليا، ستدمج معايير المصدات الخضراء المروية في النمذجة التشغيلية. وأخيراً، ستشير تحديثات التخطيط البلدي ومخصصات إعادة تدوير المياه الإقليمية قبل مواسم حرائق الغابات الأسترالية القادمة إلى ما إذا كانت مصدات الحريق الخضراء ستنتقل من البحث الأكاديمي إلى الممارسة الفعالة للتخطيط الحضري.

يعتمد هذا التقرير على بحث علمي نشره موقع phys.org يفصل نمذجة بالمحاكاة الحاسوبية طورها باحثون في جامعة صانشاين كوست.