شعار زيفيرنت

ترويض حرائق الغد

التاريخ:

اجتاحت حرائق الغابات غرب الولايات المتحدة طوال العقد الماضي. تم حرق أكثر من ثلاثة ملايين فدان بالفعل في جميع أنحاء البلاد هذا العام. بينما تندلع الحرائق في وقت مبكر وتمتد إلى فصل الخريف كل عام ، وتتحول من "مواسم الحريق" إلى "سنوات الحرائق" ، أفاد المركز الوطني المشترك بين الوكالات لإطفاء الحرائق أن العديد من مناطق الولايات المتحدة الغربية تظهر إمكانات حرائق أعلى من المتوسط.

من توقع الحرائق الكبيرة إلى منع الحرائق المستقبلية ، باحثون في وزارة الطاقة مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL) تعالج مشكلة حرائق الغابات المتزايدة الشدة من زوايا علمية عديدة. وهم يبقون أنوارنا مضاءة في هذه العملية.

[المحتوى جزءا لا يتجزأ]

من الكشف عن أفضل الأماكن لتطبيق الحروق الخاضعة للرقابة إلى حماية البنية التحتية للطاقة من الفضاء الخارجي ، يطبق العلماء في PNNL أبحاثهم للحصول على ميزة في حرائق الغابات في الغد. (فيديو سارة ليفين)


مكافحة الحرائق ... من الفضاء

بينما كان رجال الإطفاء يكافحون الحرائق على الخطوط الأمامية في عام 2021 ، ساعد فريق من العلماء من وجهة نظر فريدة: الفضاء الخارجي. عالم بيانات PNNL أندريه كولمان يقود RADR-Fire ، نظام معالجة صور الأقمار الصناعية الذي يرسم خرائط الحرائق النشطة. يساعد RADR-Fire موظفي مكافحة الحرائق ومشغلي المرافق وغيرهم من صانعي القرار على فهم سلوك الحريق بشكل أفضل حتى يتمكنوا من اتخاذ خيارات مستنيرة في خضم الكوارث الطبيعية.

صورةتوقيت جرينتش (الصورة: ناسا)
” data-medium-file=”https://cleantechnica.com/files/2022/08/MicrosoftTeams-image-23-e1660245643248-400×267.jpg” data-large-file=”https://cleantechnica.com/files/2022/08/MicrosoftTeams-image-23-e1660245643248-800×534.jpg” loading=”lazy” class=”size-full wp-image-274208″ src=”https://cleantechnica.com/files/2022/08/MicrosoftTeams-image-23-e1660245643248.jpg” alt width=”1300″ height=”867″ srcset=”https://cleantechnica.com/files/2022/08/MicrosoftTeams-image-23-e1660245643248.jpg 1300w, https://cleantechnica.com/files/2022/08/MicrosoftTeams-image-23-e1660245643248-400×267.jpg 400w, https://cleantechnica.com/files/2022/08/MicrosoftTeams-image-23-e1660245643248-800×534.jpg 800w, https://cleantechnica.com/files/2022/08/MicrosoftTeams-image-23-e1660245643248-768×512.jpg 768w” sizes=”(max-width: 1300px) 100vw, 1300px”>

أحد المستشعرات العديدة التي تعد جزءًا من نظام RADR-Fire الخاص بـ PNNL يركب على متن محطة الفضاء الدولية ، حيث يساعد في تكوين صورة أكثر اكتمالاً عن حرائق الغابات النشطة. (الصورة: ناسا)

لكنها أيضًا أداة تخطيط. يمكن أن تساعد نفس المعلومات التي تم جمعها بواسطة نظام RADR-Fire مشغلي المرافق في تقييم المخاطر من خلال تحديد المناطق الأكثر عرضة للحرائق في الهشيم والتي تحتاج البنية التحتية للطاقة إلى الحماية. تمنح المستشعرات التي تركب على متن العديد من الأقمار الصناعية المختلفة - أحدها جهاز استشعار تجريبي على متن محطة الفضاء الدولية - رؤية شاملة لسطح الأرض.

يمكن لبعض المستشعرات القائمة على الأقمار الصناعية أن تكشف أين يكون الوقود قويًا ، مثل المناطق ذات الغطاء النباتي الجاف والمكتظ بكثافة. يظهر البعض الآخر أين تقع البنية التحتية الضعيفة ، مثل خطوط النقل أو محطات التوليد ، ضمن مسار الحريق. عمل فريق كولمان مع رجال الإطفاء لإضافة قدرات جديدة إلى النظام ، مثل القدرة على تحديد مكان هبوط قطرات مقاومة الحريق. بينما يحارب رجال الإطفاء الحرائق على الأرض ، يوفر RADR-Fire معلومات قيمة من الأعلى.

تتضمن الأساليب التقليدية لرسم خرائط الحرائق التصوير الجوي ليلا على متن طائرات مكافحة الحرائق. يعالج محللو Wildfire الصور بعد عودة الطائرة إلى القاعدة ، وغالبًا ما يرسمون الحدود المتغيرة للنيران يدويًا استنادًا إلى الصور الجوية. تساعد هذه الخرائط صناع القرار في مكافحة الحرائق على تخصيص موارد محدودة وإدارة الحريق بشكل استراتيجي. لكن العملية المكلفة غالبًا ما تستغرق ساعات ، ويمكن أن تحجب السحب الكثيفة من الدخان المناظر ، ويمكن أن يؤدي سوء الأحوال الجوية إلى هبوط الطائرات ، والتي غالبًا لا تكون متاحة عندما تتطلب الحرائق المتعددة الانتباه.

ينجز RADR-Fire المهمة بسرعة وبشكل أكثر إنصافًا. حيث غالبًا ما تكون طائرات مراقبة الحرائق مخصصة لأكبر الحرائق وأكثرها خطورة ، يمكن لـ RADR-Fire تقييم حرائق الغابات الأصغر التي نادرًا ما تحظى باهتمام الطائرات النادر ، سواء كانت تتجه ببطء نحو المدن أو تتحرك عبر الريف غير المأهول. يمكن لأجهزة الاستشعار الخاصة به النظر من خلال الدخان واكتشاف الحرارة ، مما يوضح بالضبط مكان وكيفية اشتعال النيران الساخنة حتى عندما تكون الرؤية منخفضة.

ومع ذلك ، فإن RADR-Fire ليس حلاً سحريًا من نقطة واحدة. تعد القدرة على رسم الخرائط مجرد أداة مهمة واحدة من بين العديد من الأدوات ، والتي تهدف إلى دعم جهود إدارة حرائق الغابات المستمرة. اليوم ، يستخدم كولمان وفريقه شبكة أقمار صناعية مماثلة لمشاركة التنبؤات الموسمية وشبه المدى لمخاطر الحرائق مع مرافق الطاقة. من خلال معالجة بيانات أجهزة الاستشعار التي تركز على الغطاء النباتي المحيط بالبنية التحتية للطاقة ، يقوم كولمان بتخطيط "منظر الوقود" ، وتحديد المناطق المتعطشة للمياه والغنية بالوقود الجاف الذي يحافظ على الحرائق.

قال كولمان: "هذه التوقعات الموسمية هي في الحقيقة امتداد لأعمالنا RADR-Fire". "في جوهره ، يدور RADR-Fire حول مراقبة حرائق الغابات النشطة. لكننا قمنا بتوسيع أدواتنا باستخدام الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية لنفهم الآن حالة الوقود ، حتى نحصل على أحدث صورة ومحدثة لما يحدث ".

يساعد فريق كولمان المرافق في تحديد المخاطر الأخرى المتعلقة بالشبكة. إذا كانت محطة فرعية أو ممر خط كهرباء محاطًا بفرشاة جافة وكانت مستويات الرطوبة منخفضة ، فيمكنهم الإشارة ليس فقط إلى مخاطر الحريق ، ولكن أيضًا تأثير انقطاع التيار الكهربائي الإقليمي. يجب أن تفهم المرافق عواقب انقطاع التيار الكهربائي عن مجموعة متنوعة من الخدمات ، بما في ذلك المستشفيات ، ومرافق المعيشة بمساعدة ، ومراكز الشرطة ، ومعالجة المياه وتوصيلها ، والمزيد.

وقف الحرائق قبل أن تبدأ

يمكن لتقنيات مثل ترقق الغابات والحرق المتحكم فيه أن تساعد في ترويض حرائق المستقبل قبل أن تشتعل. توقفت ألسنة اللهب تمامًا عندما التقىوا بسيكويا يوسمايت في وقت سابق من هذا الصيف ، على سبيل المثال - وهو أمر ينسبه مديرو المنتزهات إلى الحروق الخاضعة للرقابة. كبير علماء PNNL مارك ويجموستا طورت أداة جديدة مع خدمة الغابات الأمريكية (USFS) لمساعدة الوكالات الحكومية على معرفة مكان تخفيف الحروق أو تطبيقه. في بعض الحالات ، هذه تقلل من مخاطر الحريق بنسبة 25-96 في المائة.

بالتركيز على منطقة Wenatchee في ولاية واشنطن ، والتي تدعي أنها أكبر حريق هائل في تاريخ الولاية ، عمل الفريق لمعرفة كيف يمكن لأنماط استخدام الأراضي المختلفة أن تجعل هذه المنطقة أكثر مقاومة لكل من حرائق الغابات وتغير المناخ.

قال ويغموستا: "من خلال محاكاة الطبيعة وإضافة التعقيد إلى المناظر الطبيعية ، فإنه يساعد على منع الحرائق المستقبلية من الخروج عن نطاق السيطرة".

مع ما يقرب من 500 مليون فدان من الغابات العامة والخاصة والخاصة والقبلية التي تدعمها إدارة USFS ، كان تحديد أولويات المناطق التي يجب تركيز هذه الجهود بموارد محدودة أمرًا صعبًا.

تقدم طرق مثل Wigmosta أيضًا مزايا أخرى ، مثل تقليل الدخان الناتج عن الحرائق المستقبلية بنسبة 33 في المائة وحتى تعزيز تدفق التيار بنسبة 7 إلى 10 في المائة.

قال ويجموستا: "ستساعد هذه المعلومات مديري الأراضي على تصميم مسار للمضي قدمًا لتوجيه مواردهم لتحقيق أكبر المكاسب - سواء كان ذلك من خلال تقليل انبعاثات الحرائق الهائلة ، أو تعزيز عزل الكربون على المدى الطويل ، أو حتى زيادة تدفق مجاري المياه".

توقع حرائق الغابات في الغد

تعتمد العديد من الوكالات المسؤولة عن الإبلاغ عن مخاطر الحريق على عوامل طقس حريق معروفة لتقدير الخطر. قم بالقيادة في غابة عامة وقد ترى عجلة ألوان تشير إلى فرصة نشوب حريق: أخضر عندما يكون الخطر منخفضًا ، وأحمر عندما تشير عوامل مثل درجات الحرارة المرتفعة والرياح القوية إلى خطر متزايد. لكن حرائق الغابات - وجميع المتغيرات التي تشكل شدتها - أكثر تعقيدًا من ذلك.

يمكن لبعض العوامل الأساسية مثل درجة الحرارة وسرعة الرياح أن تعطي تقديرًا تقريبيًا للمخاطر. للحصول على صورة أكثر قوة ودقة لسلوك حرائق الغابات الآن وفي المستقبل ، يجب علينا التفكير أكثر.

لهذا السبب عالم الغلاف الجوي روبي ليونج قاد فريقًا من العلماء في تصميم نهج جديد لإسقاط سلوك حرائق الغابات. يأخذ زوج جديد من النماذج في الاعتبار قائمة موسعة من 28 "متنبئًا بحرائق الغابات" التي تتنبأ بسلوك حرائق الغابات الآن ، وعندما تقترن بنماذج تقدر تغير المناخ ، فإن عدة عقود في المستقبل.

جفاف الغطاء النباتي ، ومستوى الرطوبة في الغلاف الجوي ، وعدد الأشخاص الذين يعيشون في مكان قريب - يمكن لهذه المتغيرات وغيرها أن تقدم صورة أكثر اكتمالاً عن مدى احتمالية اندلاع حريق ، ومدى احتراقه ، ومقدار الدخان المنبعث منه. الجو.

قال ليونغ ، الذي بدأ بالشراكة مع وكالة حماية البيئة ، إن توقع كيفية ارتفاع انبعاثات الحرائق وانخفاضها في مناخ الغد كان الهدف الأصلي للعمل ، والذي تم دعمه بشكل أكبر من خلال HyperFACETS ، وهو مشروع علوم مناخ برعاية مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة. . على الرغم من أن سلوك الحريق في المستقبل سوف يختلف حسب المنطقة ، فمن المتوقع أن ترتفع انبعاثات الحرائق.

"ستشهد بعض الأماكن زيادة أكبر في انبعاثات الحرائققال ليونغ. لكن في جميع المجالات ، ستشهد الولايات المتحدة بأكملها زيادة في انبعاثات الحرائق في المستقبل. وهذا ناتج عن ارتفاع درجات الحرارة وزيادة الجفاف ".

يستخدم النهج الجديد الذكاء الاصطناعي لاستنباط المتغيرات الأكثر أهمية للتنبؤ بمنطقة الاحتراق ومستويات الدخان. فقط مثل يمكن لنظام الذكاء الاصطناعي فرز صور القطط والكلاب بمهارة، لذلك يمكنها أيضًا تصنيف متغيرات التنبؤ بالحرائق التي تعتبر أساسية للتنبؤات الماهرة.

مما لا يثير الدهشة ، أن جفاف الوقود وحمل الوقود من أهم المساهمين. ولكن يمكن أن تؤدي أنماط الطقس التي تتكشف على مدار سنوات إلى زيادة المخاطر بشكل كبير. لا يتم أخذ مثل هذه الأنماط في الاعتبار في نمذجة سلوك الحرائق التقليدية.

قال ليونغ إن تتبع مستويات انبعاث الحرائق مهم لمخاطرها الواسعة على صحة الإنسان. لكن هذه الأهمية ستزداد فقط كلما اشتعلت النيران بقوة.

قال ليونج: "عندما نفكر في التلوث ، غالبًا ما نفكر في الانبعاثات الناتجة عادم السيارة أو من حرق الوقود الأحفوري. ومع ذلك ، فإن الملوثات من انبعاثات حرائق الغابات يمكن أن تتجاوز هذين وأن تصبح أكبر مصدر للملوثات في المستقبل مع زيادة انبعاثات الحرائق بينما سيتم كبح الانبعاثات البشرية ".

عندما يرسم الباحثون صوراً شاملة بشكل متزايد لحرائق الغابات في الغد ، سيستفيد الكثيرون. مشغلي المرافق مجهزين بشكل أفضل لحماية البنية التحتية للطاقة من الكوارث الطبيعية ، وصناع القرار أكثر إطلاعًا عند إدارة الاستجابات لتغير المناخ ، ويتمتع المجتمع العلمي بفهم أكبر للطقس القاسي.

من باب المجاملة مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL).

هذا الموضوع ذو علاقة بـ: يكافح رجال الإطفاء وأول المستجيبين لتوفير السكن

 

هل نقدر أصالة CleanTechnica والتغطية الإخبارية للتكنولوجيا النظيفة؟ فكر في أن تصبح أ عضو في CleanTechnica أو داعم أو فني أو سفير - أو راعي على Patreon.

 


لا تريد أن تفوتك قصة التكنولوجيا النظيفة؟ وقع من أجل تحديثات الأخبار اليومية من CleanTechnica على البريد الإلكتروني. أو تابعنا على أخبار جوجل!

 


هل لديك نصيحة بخصوص CleanTechnica ، أو تريد الإعلان ، أو تريد اقتراح ضيف على بودكاست CleanTech Talk؟ اتصل بنا هنا.


الإعلانات

 


بقعة_صورة

أحدث المعلومات الاستخباراتية

بقعة_صورة