Lightning-caused fire modeling data for Uden et al. (2026)

This repository contains:

Data used to drive lightning prediction, ignition efficiency, and lightning-caused fire probability models from Uden et al., 2026 A paleoclimate-compatible framework for modeling lightning-caused ignition probability in Alaska

Code used to generate this data can be found on Github under the version tag v1.0 (https://github.com/charliuden/Lightning-Fire-Models-Uden-2026/releases/tag/v1.0).

Contents:

model_drivers/

lightning_prediction_drivers_xxxx_xxxx.csv : used to train the lightning prediction models

Ignition_efficiency_drivers_xxxx_xxxx.csv : used to train the ignition efficiency models

Fire_probability_daily_drivers_2002_2011.parquet : parquet file containing daily climate, fuel moisture, and land cover predictors for  ignition efficiency and fire probability on a continuous 0.25x0.25 grid for Alaska

Fire_probability_seasonal_drivers_2002_2011.parquet : parquet file containing summer climate summaries for predicting lightning strike rate and fire probability on continuous 0.25x0.25 grid for Alaska

Observed_binary_fire_data_2002_2018.shp : shapefile containing daily binary lightning-caused fire observations on a continuous 0.25x0.25 degree grid for Alaska. 1=at least one lighting-caused fire occurred, 0 no fire occurred. 

Drivers_predictions_and_observations_2002-2011_10x.csv : daily values of model predictor variables (climate, fuel moisture, land cover), predictions of lightning strike rate, ignition efficiency, and fire probability, and observations of lighting strike rate and lightning-caused fire. 

model_performance/

Random forest, coefficient estimates, and performance metrics for lighting prediction models and ignition efficiency models.

Model_predictions/

predictions from fire model

Other_data/

Unprocessed fire location data downloaded from AKFED [1]

Partially processed datasets generated during data preprocessing, including:

Lighting strike rates

Era5 climate data

Wildfire data

Land cover data

Some of these .csv files are used to generate figures for the manuscript

Rds/

Rds files containing fitted lightning prediction and ignition efficiency bayesian models 

Data cover the Alaska for the years 2002 - 2018. Unprocessed ERA5 climate data [2] can be downloaded from Copernicus Climate Change Service  and include CAPE (J/kg), 2 meter temperature (℃), instantaneous 10 meter wind gust (m/s), mean surface downward short-wave radiation flux (W/m2), surface pressure (Pa), mean total precipitation rate (kg/m2/s), and relative humidity (%, calculated from temperature and 2 meter dew point temperature). Unprocessed daily lighting strike count data can be downloaded from the Alaska Lightning Detection Network (ALDN), maintained by the Alaska Fire Service (AFS) [3], [4]. Wildfire ignition data were obtained from the Alaska-Yukon-Northwest Territories Fire Emissions Database (AKFED), version 2, archived at the Oak Ridge National Laboratory Distributed Active Archive Center [1]. Unprocessed land-cover data come from the North American Land Change Monitoring System (NALCMS) to derive vegetation cover predictors [5]

References:

[1] R. C. Scholten, S. Veraverbeke, R. Jandt, E. A. Miller, and B. M. Rogers, “ABoVE: Ignitions, Burned Area, and Emissions of Fires in AK, YT, and NWT, 2001-2018,” ORNL Distrib. Act. Arch. Cent. DAAC Dataset 103334ORNLDAAC1812 2021, p. 1812, Jan. 2021, doi: 10.3334/ORNLDAAC/1812. 

[2] H. Hersbach et al., “The ERA5 global reanalysis,” Q. J. R. Meteorol. Soc., vol. 146, no. 730, pp. 1999–2049, 2020, doi: 10.1002/qj.3803. 

[3] U.S. Department of the Interior, Bureau of Land Management (BLM), “BLM AFS Impact System Lightning 1986-2012 Points, NAD83.” Mar. 07, 2024. [Online]. Available: https://fire.ak.blm.gov/predsvcs/maps.php 

[4] U.S. Department of the Interior, Bureau of Land Management (BLM), “BLM AFS TOA Lightning 2012-2025 Points, WGS84.” Oct. 06, 2025. [Vector digital data]. Available: https://fire.ak.blm.gov/predsvcs/maps.php 

[5] Commission for Environmental Cooperation (CEC), “NALCMS. The North American Land Change Monitoring System — A trinational collaboration of more than 21 million square kilometers.” Sep. 25, 2024. [2005, 2010, 2015, and 2025 raster digital data]. Available: https://www.cec.org/north-american-environmental-atlas/?_atlas_keyword=land-cover

本数据集仓库包含以下内容：

用于训练Uden等（2026）提出的雷击预测、点火效率以及雷击引发火灾概率模型的数据集，该研究构建了兼容古气候的阿拉斯加雷击点火概率建模框架。

用于生成该数据集的代码可在GitHub的v1.0版本标签下获取：https://github.com/charliuden/Lightning-Fire-Models-Uden-2026/releases/tag/v1.0。

数据集内容：

model_drivers/ 目录：
lightning_prediction_drivers_xxxx_xxxx.csv：用于训练雷击预测模型的驱动数据集
Ignition_efficiency_drivers_xxxx_xxxx.csv：用于训练点火效率模型的驱动数据集
Fire_probability_daily_drivers_2002_2011.parquet：Parquet格式文件（Parquet），包含阿拉斯加地区连续0.25×0.25度网格上用于点火效率与火灾概率建模的每日气候、燃料湿度以及土地覆盖预测因子数据
Fire_probability_seasonal_drivers_2002_2011.parquet：Parquet格式文件（Parquet），包含用于预测阿拉斯加连续0.25×0.25度网格上雷击频次与火灾概率的夏季气候汇总数据
Observed_binary_fire_data_2002_2018.shp：Shapefile格式文件（Shapefile），包含阿拉斯加连续0.25×0.25度网格上的每日二进制雷击引发火灾观测数据：1代表该网格内至少发生1起雷击引发的火灾，0代表未发生火灾
Drivers_predictions_and_observations_2002-2011_10x.csv：包含2002至2011年每日的模型预测因子（气候、燃料湿度、土地覆盖）、雷击频次、点火效率与火灾概率的模型预测结果，以及雷击频次与雷击引发火灾的观测数据

model_performance/ 目录：
包含雷击预测模型与点火效率模型的随机森林、系数估计值以及性能指标

Model_predictions/ 目录：
包含火灾模型的预测结果

Other_data/ 目录：
从AKFED[1]下载的未处理火灾位置数据
数据预处理过程中生成的部分处理数据集，包括：
雷击频次数据
ERA5气候数据（ERA5）
野火数据
土地覆盖数据
部分此类CSV文件用于生成论文的插图

Rds/ 目录：
包含已拟合的雷击预测与点火效率贝叶斯模型的Rds格式文件

本数据集覆盖2002至2018年的阿拉斯加地区。未处理的ERA5气候数据[2]可从哥白尼气候变化服务中心获取，包含对流有效位能（CAPE，单位：J/kg）、2米气温（单位：℃）、瞬时10米阵风风速（单位：m/s）、平均地表向下短波辐射通量（单位：W/m²）、地表气压（单位：Pa）、平均总降水率（单位：kg/m²/s）以及相对湿度（单位：%，由气温与2米露点温度计算得到）。未处理的每日雷击计数数据可从阿拉斯加消防局（AFS）维护的阿拉斯加雷击探测网络（ALDN）获取[3][4]。野火点火数据源自阿拉斯加-育空-西北地区野火排放数据库（AKFED）第二版，存档于橡树岭国家实验室分布式主动存档中心[1]。未处理的土地覆盖数据来自北美土地变化监测系统（NALCMS），用于提取植被覆盖预测因子[5]

参考文献：
[1] R. C. Scholten、S. Veraverbeke、R. Jandt、E. A. Miller与B. M. Rogers，"ABoVE：2001-2018年阿拉斯加、育空地区与西北地区的火灾点火、燃烧面积与排放"，橡树岭国家实验室分布式主动存档中心（ORNL DAAC）数据集103334ORNLDAAC1812，2021年，第1812页，2021年1月，DOI: 10.3334/ORNLDAAC/1812.
[2] H. Hersbach等，"ERA5全球再分析数据"，《皇家气象学会季刊》，第146卷，第730期，第1999-2049页，2020年，DOI: 10.1002/qj.3803.
[3] 美国内政部土地管理局（BLM），"BLM AFS影响系统雷击点数据（1986-2012），NAD83坐标系"，2024年3月7日，[在线资源]，可访问：https://fire.ak.blm.gov/predsvcs/maps.php
[4] 美国内政部土地管理局（BLM），"BLM AFS TOA雷击点数据（2012-2025），WGS84坐标系"，2025年10月6日，[矢量数字数据]，可访问：https://fire.ak.blm.gov/predsvcs/maps.php
[5] 环境合作委员会（CEC），"NALCMS：北美土地变化监测系统——覆盖超2100万平方公里的三国协作项目"，2024年9月25日，[2005、2010、2015与2025年栅格数字数据]，可访问：https://www.cec.org/north-american-environmental-atlas/?_atlas_keyword=land-cover