Динамика лесных пожаров

Обзор

Поведение лесных пожаров возникает из взаимодействий между количеством и непрерывностью топлива, влажностью растительности . ветер Пламя предварительно нагревает несгоревший материал через излучение и конвекцию, в то время как черные угольки могут создавать новые воспламенения за пределами основного фронта. Крупные пожары могут изменять местные ветры и создавать собственную конвективную погоду.

Технические основы

Сгорание в диких землях включает сушку, пиролиз и более медленное тление. Теплопередачи перед фронтом снижает влажность топлива и выделяет горючий газ; подача кислорода, а затем турбулентное смешивание регулируют напряженность пламени. Полуэмпирические модели спреда относятся к скорости движения вперед для нагрузки топливом, соотношению площади поверхности и объема воды . Связанные модели атмосферного огня решают уравнения потока жидкости и термодинамики с источниками тепла, влаги от сгорания . что позволяет шлейфу ускорять ветер наклона пламени для организации конвекций Пятнистые пожары вводят прерывистое распространение через черную погрузку, транспорт и вероятное воспламенение.

Как это работает

Оперативные модели оценивают скорость и направление распространения от категорий топлива, склона до околоповерхностной погоды. Более подробные тренажеры сочетают горение и теплообмен с динамикой жидкости, потерей влаги. Спутники, самолеты и наземные экипажи обновляют периметр пожара по мере того как быстро меняющиеся условия не соответствуют предыдущим прогнозам.

Методы измерения и исследования

Измерение объединяет топливные съемки, метеостанции и инфракрасные камеры с воздушными лидарами. Активные обнаружения огня обеспечивают тепловые аномалии, в то время как картирование периметра и оценка мощности огненного излучения оценивают степень воздействия облаков на окружающую среду. Полевые эксперименты измеряют длину пламени, потребление тепла и распределение угли при контролируемых ожогах. Оценка модели сравнивает время прибытия и периметры в независимых инцидентах, а также количественно оценивает неопределенность входов ветра. Ассимиляция данных может обновлять прогнозы во время инцидента, но задержки и быстро развивающиеся конвективные условия ограничивают продолжительность действия.

Ключевые идеи

• Поведение пожарной линии может резко измениться, когда ветер и наклон выравниваются.
• Пятно позволяет огню пересекать барьеры, которые останавливают непрерывный фронт пламени.
• Решения о подавлении требуют неопределенных диапазонов, а вовсе нет детерминированного периметра.

Современные исследовательские границы

Текущие исследования исследуют пожарные грозы, воздействие дыма на большие расстояния и сложные крайности с участием тепла . Моделирование с высоким разрешением ищет пороги для переходов, управляемых шлейфом . в то время как лабораторные исследования количественно определяют воспламенение угрей структур и растительности Топливные процедуры оцениваются как пространственные сети, эффективность которых зависит от обслуживания и погоды при столкновении. Экологические модели отличают повторяющийся огонь низкой степени тяжести от событий, заменяющих стенд и включают эрозию после пожара. Открытые проблемы включают представление гетерогенных живых топлив, прогнозирование сухой молнии и передачу ансамблевого риска таким образом менеджеры по чрезвычайным ситуациям могут действовать без учета неопределенных границ как детерминированных.

Почему это важно

Понимание динамики пожара улучшает эвакуацию, безопасность огнеборцев и управление экосистемой. Он также информирует о предписанных методах горения и ландшафтной обработки, предназначенные для уменьшения сильного пожара без устранения экологически необходимых нарушений.

Пределы и открытыые вопросы

Данные о топливе и влаге пространственно неполны, а экстремальная пироковекция может превышать предположения эмпирических моделей. Климат, управление земельными ресурсами и зажигания взаимодействуют друг с другом; поэтому ни одно вмешательство не устраняет риск или неопределенность модели.