Estudo da evolução temporal do teor de humidade de combustíveis florestais finos na Lousã - Portugal, entre 2000 e 2015

Abstract

This research consolidates and records the analysis performed by the author, as a volunteer at the Center for Forest Fire Studies (CEIF), linked to the Association for the Development of Industrial Aerodynamics (ADAI), linked to the Department of Mechanical Engineering (DEM) of the Faculty of Science and Technology (FCT) - University of Coimbra (UC), between October 2016 and December 2017. Since 1987, CEIF has developed one of the most durable programs for measuring moisture content (MC) in fine forest fuels, whether within the EU or worldwide. The measurements are taken from the collection of samples in a forest area near the National School of Firefighters (ENB), near the Lousã Aerodrome, Coimbra District, Portugal. Six types of vegetation samples are collected at the place - living and dead, among four species that are characteristic of the mosaic that composes the portuguese forest. The heterogeneous set for the sampling is formed by the species Pinus pinaster (Pinheiro-bravo) and Eucalyptus globulus (Eucalyptus), and the shrub species of Calluna vulgaris (Urze) and Chamaespartium tridentatum (Carqueja). In the scope of the research promoted by CEIF, the choice of forest remnant around the Lousã aerodrome, as a sampling point, with reference geographic coordinates 40 °08'38''N 008 °14'41''W, altitude which varies between 190 and 200 meters above medium sea level, allows a number of logistical advantages to research, due to the proximity between the forest and the forest fire laboratory (LEIF) maintained by CEIF (<1km), the IPMA´s weather station (<500m), the easy access by road (<20m), the absence of interference in the results by exogenous agents such as water courses, agricultural plantations and structures with the presence of machines and people. Although MC is not the only factor that influences the behavior of a forest fire, among the various elements that compose the study on forest fires, vegetation represents a variable that plays the major role in the ignition predisposition and fire behavior, as the hatching and propagation of large forest fires has direct connection with the forest fuels moisture content, and may even predict how intense or severe a forest fire will be in the study area, by means of a specific index. The frequency of vegetation sampling procedures in Lousã is practically daily, during the Forest Fire Seasons, in this dissertation agreed for the period between June and September; and annual variations may occur, more or less, according to the climatological, operational and CEIF´s logistic scenario. Thus, during the months that have less expressive records of the occurrence of forest fires, the procedures are limited to weekly or even biweekly measurements, depending on the context. The investigation systematizes the results produced by the program of sampling of fine forest fuels, being limited to the period between January 1, 2000 and December 31, 2015, which makes a total of sixteen years of work, in which 2,523 (two thousand five hundred and twenty three) procedures of collection and measurement of the moisture content in samples of the existing vegetation in the forest remnant around Lousã aerodrome. The period of investigation presents a history of extreme seasons of forest fires, when the portuguese forest suffered too much fire, with the negative highlight for the years 2003 and 2005, exceeding the extension of 400,000 and 300,000 burnt by fire, respectively, during these years. Among the sixteen years that comprise the study period, the ICNF records indicate that the annual burned area exceeded 100,000 hectares in an intercalated fashion for nine years and remained between 50,000 and 100,000 hectares for only four years. As a positive evaluation for the last ten years of the database, it is observed that only 2010, 2012 and 2013 surpassed the mark of the 100,000 hectares burnt; whereas in the first six years of the investigation period the burning area has always exceeded 100,000 hectares. The research undertook to test the following hypotheses: a) that the forest species sampled in Lousã by the CEIF, since 1987, show patterns of seasonal variation; b) that there is correlation between the MC of the forest species investigated by CEIF in Lousã; c) that it is possible to correlate the moisture content of the fine forest fuels analyzed in the Lousã aerodrome forest and the index / sub-index of the Canadian Forest Fire Weather Index System (CFFWIS), determined for the Lousã Aerodrome Meteorological Station; d) that there is a correlation between the moisture content of the fine forest fuels analyzed in the Lousã forest and the number of occurrences of forest fires and burnt area in the Municipality of Lousã and in the District of Coimbra. The specific research objectives were established as follows: 1) to determine if there is a statistical correlation between the moisture content of the different species; 2) indicate the significance of the correlations between the MC

Esta dissertação consolida e registra a análise desempenhada pelo autor, enquanto colaborador voluntário no Centro de Estudos Sobre Incêndios Florestais (CEIF), vinculado à Associação para o Desenvolvimento da Aerodinâmica Industrial (ADAI), ligada ao Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) da Faculdade de Ciência e Tecnologia (FCT) - Universidade de Coimbra (UC), entre outubro de 2016 e dezembro de 2017. Desde 1987, o CEIF desenvolve um dos mais duradouros programas de medição do teor de humidade em combustíveis florestais finos, seja no âmbito da União Europeia ou mundial. As medições são realizadas a partir da coleta de amostras em área de floresta próxima à Escola Nacional de Bombeiros (ENB), no entorno do Aeródromo da Lousã, Distrito de Coimbra, Portugal. No local são coletados seis tipos de amostras de vegetação – vivas e mortas, dentre quatro espécies que são características do mosaico que compõe a floresta portuguesa. O conjunto de heterogêneo para a amostragem é formado pelas espécies arbóreas Pinus pinaster (Pinheiro-bravo) e Eucalyptus globulus (Eucalipto), e pelas espécies arbustivas de Calluna vulgaris (Urze) e Chamaespartium tridentatum (Carqueja). No âmbito da investigação promovida pelo CEIF, a escolha do remanescente florestal no entorno do aeródromo da Lousã, enquanto ponto de obtenção de amostras, com coordenadas geográficas de referência 40°08´38´´N 008°14´41´´W, altitude que varia entre 190 e 200 metros acima do nível médio do mar, permite uma série de vantagens logísticas à investigação, devido a proximidade entre a mata e o laboratório de incêndios florestais mantido pelo CEIF (< 1km), a presença da estação meteorológica do IPMA (< 500m), o fácil acesso por estrada de alcatrão (< 20m), a ausência de interferência nos resultados por agentes exógenos, tais como cursos d´água, plantações agrícolas e estruturas urbanas com a presença de máquinas e pessoas. Embora o TH não seja o único fator que influencie o comportamento de um incêndio florestal, dentre os diversos elementos que compõem o estudo sobre os incêndios florestais, a vegetação acaba por representar uma variável que desempenha a maior interferência na predisposição de ignição e comportamento do fogo, pois a eclosão e propagação de grandes incêndios florestais têm ligação direta com o teor de humidade (TH) presente nos combustíveis florestais, que permite inclusive prever o quão intenso ou severo será um incêndio florestal na zona de estudo, por meio de índice específico. A frequência dos procedimentos de amostragens da vegetação na Lousã é praticamente diária, no decurso das Temporadas de Incêndios Florestais, nesta dissertação convencionada para o período compreendido entre junho e setembro; com a possibilidade de que ocorra variações anuais, para mais ou para menos, conforme o cenário climatológico, operacional e logístico do próprio CEIF. Assim, ao longo dos meses que têm registros menos expressivos de ocorrência de incêndios florestais, os procedimentos limitam-se a aferições semanais ou até mesmo quinzenais, conforme o contexto. A investigação sistematiza os resultados produzidos pelo programa de amostragem de combustíveis florestais finos e limita-se ao período compreendido entre 01 de janeiro de 2000 e 31 de dezembro de 2015, o qual perfaz um total de dezesseis anos de trabalho, em que foram executados 2.523 (dois mil quinhentos e vinte e três) procedimentos de coleta e medição do teor de humidade em amostras da vegetação existente no remanescente florestal no entorno do aeródromo da Lousã. Os procedimentos mediram, ao longo dos anos, o TH das espécies arbóreas (folhas vivas e mortas) Pinus pinaster e Eucalyptus globulus, bem como dentre as espécies arbustivas (folhas vivas e extremidades verdes) Calluna vulgaris e Chamaespartium tridentatum. O período de investigação apresenta um histórico de temporadas extremas de incêndios florestais, quando então a floresta portuguesa sofreu a demasiada ocorrência de fogo, com o destaque negativo para os anos de 2003 e 2005, ao superar a extensão de 400.000 e 300.000 hectares ardidos, respectivamente, ao longo desses nesses anos. Dentre os dezesseis anos que compreendem o período de estudo, os registros do ICNF indicam que a área ardida anual superou aos 100.000 hectares, de forma intercalada, durante nove anos e manteve-se entre 50.000 e 100.000 hectares durante apenas quatro anos. Como avaliação positiva para os últimos dez anos da base de dados, observa-se que apenas 2010, 2012 e 2013 superaram a marca dos 100.000 hectares ardidos; ao passo que nos seis primeiros anos do período de investigação, a área ardida sempre foi superior a 100.000 hectares. A investigação comprometeu-se a testar as seguintes hipóteses: a) que as espécies florestais amostradas na Lousã pelo CEIF, desde 1987, apresentam padrões de variação sazonal; b) que há correlação entre a variação do teor de humidade das espécies florestais investigadas pelo CEIF na Lousã;