Kees Floor, geplaatst in Zenit, september 2003. Laatst gewijzigd: 31 mei 2005.

De vuurdriehoek

Bosbranden doen zich voor als aan drie vereisten is voldaan, de zogeheten vuurdriehoek; dezelfde voorwaarden gelden overigens ook voor andere branden. Allereerst moet er voldoende brandstof zijn. Daarnaast is er zuurstof nodig. Tenslotte moet de temperatuur hoog genoeg zijn om ontbranding te doen plaatsvinden.
Het weer speelt bij het vervullen van elk van deze voorwaarden een belangrijke rol. Een bos bevat natuurlijk altijd voldoende hout, maar dat moet wel droog genoeg zijn om te kunnen branden. Droog hout, met hooguit 1 of 2 gewichtsprocent water, ontbrandt bijna net zo makkelijk als benzine; nat hout met 15-20 % vocht wil nauwelijks branden. Dat komt doordat hout ontvlamt bij 390 graden, een temperatuur die veel hoger ligt dan het kookpunt van water. Daardoor moet eerst alle water verdampt zijn, voor de ontbrandingstemperatuur kan worden bereikt. Vandaar dat tijdens een langdurige droogteperiode de kans op bosbranden in de loop van de tijd toeneemt. Hoe hoger de temperatuur en hoe lager de vochtigheid van de lucht, des te sneller vindt de uitdroging van het bos plaats. De fijne brandstoffen, zoals grassen, blad, naalden en kleine takjes drogen al in enkele uren, maar bij het grovere hout duurt dit dagen of zelfs weken. De kans op een bosbrand hangt daardoor mede af van het weer twee weken terug.
Ook bij het vervullen van de tweede voorwaarde, voldoende zuurstof, is het weer belangrijk. De lucht die de zuurstof bevat, wordt namelijk aangevoerd door de wind; hoe harder het waait, des te meer zuurstof komt er beschikbaar. De wind kan ook een rol spelen om aan de derde voorwaarde te voldoen: hij voert soms vonken of andere brandende materialen van een gewone brand, een barbecue of een kampvuur mee naar plaatsen waar een bosbrand kan ontstaan. Een bos kan door blikseminslag eveneens in brand raken; in Noord-Amerika is dat de oorzaak van 40% van alle bosbranden.

De vuurdriehoek.

Wind doet vlammen naar voren overhellen.

Wind en brand op berghellingen.

Wind en weer
De wind is meer dan alleen leverancier van zuurstof; hij helpt bij het drogen van de brandstof en speelt een belangrijke rol bij de uitbreiding van het vuur. Zo voert hij de hete lucht van de plaats waar de brand woedt naar het gebied waarheen de brand zich gaat uitbreiden. Verder doet de wind de vlammen naar voren overhellen (zie ook foto geheel rechtsboven), zodat ook de warmtestraling van de vlammen voorwerk kan verrichten voor een uitbreiding van de brand. Dit stralingseffect wordt nog versterkt op berghellingen, waartegen een bosbrand dan ook razendsnel kan opkruipen.Tenslotte voert de wind, zoals reeds genoemd, soms vonken en lichte, brandende materialen uit het brandende bos naar plaatsen waar nog geen brand is uitgebroken.

De wind beïnvloedt de intensiteit van de brand, bepaalt in welke richting het vuur zich uitbreidt en speelt ook een rol bij hoe snel dat zal gebeuren; de snelheid waarmee een vuur zich uitbreidt kan uiteenlopen van bijna nul tot ruim 6,5 m/s. Daardoor is het, ook al voor de veiligheid van de brandbestrijders, van het grootste belang de wind en de veranderingen daarin precies te kennen en te voorspellen. Daarbij moet met allerlei meteorologische factoren rekening worden gehouden. Zo werken veranderingen in het grootschalige luchtdrukpatroon door in veranderingen in de wind. Bij frontpassages kan de wind bovendien aanwakkeren, vlageriger worden en vrij plotseling van richting veranderen. Ook buien gaan vaak vergezeld van een vlagerige, sterk veranderlijke wind, zelfs op plaatsen waar geen regen valt.
Daarnaast doen bosbranden zich vaak voor in gebieden met lokale winden. Zo treden ze veelal op in de buurt van de kust; dat was in 2003 bijvoorbeeld het geval in Zuid Frankrijk, Portugal en Australië. Bij het invallen van de zeewind verandert de wind plotseling van richting. Berggebieden kennen hun eigen windcirculaties, zoals de föhn, een soms dagenlang stevig doorstaande warme en droge wind achter grote bergketens.Verder waaien hellingwinden overdag langs de door de zon verhitte berghellingen omhoog en kunnen zo bosbranden eveneens een flinke impuls geven.
Tevens is de temperatuuropbouw van de atmosfeer van belang. In een stabiele atmosfeer zijn de branden minder hevig dan in een onstabiele. Dat komt doordat in een stabiele atmosfeer stijgende luchtbewegingen worden tegengewerkt. Daardoor neemt het luchtaanzuigend, ventilerend vermogen van het vuur af. Vaak verandert het temperatuurprofiel van de atmosfeer in de loop van de ochtend van stabiel naar onstabiel; op dat moment trekt de wind aan en neemt de relatieve vochtigheid af. Bovendien loopt de temperatuur naarmate de dag voortschrijdt, verder op, zodat het vuur overdag aanwakkert. In de avond en nacht vindt een overgang van onstabiel naar stabiel plaats, waarbij de wind weer afneemt en het vuur minder kansen krijgt. Doordat in de loop van de nacht ook de temperatuur daalt en de vochtigheid toeneemt, is de kans om een vuur onder controle te krijgen in de vroege ochtend het grootst. De bosbranden tonen dus niet alleen een jaarlijkse gang, met de meeste branden in het zomerseizoen, maar ook een dagelijkse gang.
Om het vuur te doven moet ten minste een van de elementen van de vuurdriehoek onschadelijk worden gemaakt: de brandstof moet opraken, de zuurstoftoevoer stagneert of de temperatuur zakt onder de ontbrandingstemperatuur, bijvoorbeeld door bluswater.

Eigen regime
De samenhang tussen weer en bosbranden is ingewikkeld doordat niet alleen het weer invloed heeft op de bosbranden, maar de bosbranden op hun beurt ook het kleinschalige weer mede bepalen. Dat maakt de branden extra grillig en hindert de bestrijding. Dit grillige gedrag resulteert soms in onverwacht snelle uitbreiding van de brand. Verder kan de brand zich van het aardoppervlak verplaatsen naar de boomkruinen, waar het vuur zich zeer snel kan voortplanten. Er zijn bij deze zogeheten kruinbranden vlamlengtes waargenomen van 50 m, terwijl het vuur zich met een snelheid van 3,5 m/s voorwaarts verplaatste. Tegen zoveel geweld zijn de brandgangen in de bossen niet opgewassen. De kruinbranden verbruiken veel meer brandstof dan de oppervlaktebranden, zijn veel heter en brengen de verbrandingsproducten hoger in de atmosfeer.
In het brandende gebied treden verder soms 'vuurhoosjes' op, te vergelijken met de stof- en zandhoosjes die vaak te zien zijn boven heet en droog zand. Deze vuurhoosjes kunnen honderden meters hoog zijn en brandend materiaal ver omhoog voeren, dat vervolgens op grote afstand neerkomt en nieuwe branden veroorzaakt. Het deels afgebrande bos toont soms de sporen van andere opgetreden luchtcirculaties. Zo komen er lijnvormige patronen voor met afwisselend verbrande en niet verbrande delen bos, die grote gelijkenis vertonen met het patroon van wolkenstraten.

Literatuur:
Coen, J., 2003, Wildfire Weather; in: Holton, J.R., Curry, J.A. & Pyle, J.A., Encyclopedia of Atmospheric Sciences, Vol 2, 509-520 Amsterdam, Academic Press.
Roberts, C.F., 1974, Weather and forest fires, Weatherwise 27 100-105, 115.