Перший у своєму роді експеримент висвітлює лісові пожежі в безпрецедентних деталях

Опубліковано перші результати Каліфорнійського експерименту з динаміки пожеж у 2022 році( CalFiDE), кампанія під керівництвом NOAA та CIRES для скоординованих спостережень за лісовими пожежами в режимі реального часу. 

Нове дослідження показує, що можна збирати вимірювання хімічного складу вогню та диму, погодних умов і динаміки шлейфу диму в реальному часі навколо активної лісової пожежі. Попередні результати також проливають світло на те, як забруднюючі речовини, такі як озон, утворюються та розсіюються в шлейфі лісової пожежі. 

На думку дослідників, результати CalFiDE зрештою можуть надати кращі прогнози для перших служб реагування на місцях, яким потрібно швидко приймати рішення щодо стратегії пожежогасіння та евакуації. 

«Ми можемо багато чому навчитися з цієї кампанії, тому що багато з цих спостережень ніколи не проводилися», — сказав Брайан Керролл, науковий співробітник CIRES, який працює в Лабораторії хімічних наук NOAA і керував новим дослідженням.деталізуючи перші результати CalFiDE. «Особливо структура висхідного потоку пожежі, як це пов’язано з інтенсивністю на поверхні, а потім пов’язує це з деякими хімічними речовинами та якістю повітря за вітром». 

Скоординовані зусилля

Відомо, що поведінку лісових пожеж важко передбачити, особливо в гірській місцевості, як на заході Америки. Синоптики використовують комп’ютерні моделі, щоб передбачити, куди пошириться лісова пожежа та наскільки вона буде інтенсивною, але точні прогнози потребують хороших спостережень, і важко підійти достатньо близько, щоб спостерігати за поведінкою пожежі. 

«Спостереження за активними великими лісовими пожежами дуже рідкісні», — сказав Керролл. «Безпечно та належним чином виміряти умови навколо пожежі справді складно». 

Дослідники розробили місію CalFiDE, щоб подолати ці проблеми, упакувавши інструменти в літак NOAA Twin Otterта на кількох пікапах. Це дозволило їм підійти достатньо близько, щоб проводити вимірювання з повітря та на землі, маючи при цьому достатньо мобільності, щоб залишатися в безпеці та збирати дані з багатьох місць. 

Twin Otter кілька разів пролетів над п’ятьма різними лісовими пожежами в північній Каліфорнії та південному Орегоні протягом серпня та вересня 2022 року, включно з Mosquito Fire., найбільша лісова пожежа в Каліфорнії того року. Дослідники оснастили літак приладами для вимірювання інтенсивності та поширення вогню, профілів вітру та хімічного складу димового стовпа. 

Дослідники керували пікапами по периметру пожеж, збираючи дані про швидкість вітру та температуру повітря, поки Twin Otter літав над нею. Це перший випадок, коли подібні вимірювання проводилися разом під час активних лісових пожеж і вимагали від дослідників тісної координації з пожежними та іншим персоналом з управління надзвичайними ситуаціями. 

«Це набуло абсолютно нової ваги та підкреслило важливість роботи, яку ми виконували», — сказав Керролл. 

Карта Каліфорнії, на якій показано місцезнаходження п’яти вогників 2022 року.
На цій карті показано приблизне розташування п’яти пожеж, досліджених під час кампанії CalFiDE 2022. Авторство: Челсі Томпсон, NOAA CSL

Аналізуючи дані

Керролл і його колеги зараз аналізують дані і вже бачать деякі цікаві результати. Хоча результати є попередніми, багато вимірювань, які вони зафіксували, абсолютно нові. 

Вчених особливо цікавить, як утворюється озон у шлейфі лісової пожежі. Озон є наземним забруднювачем, який часто утворюється під час лісових пожеж, але для хімічних реакцій, які його утворюють, потрібне сонячне світло. Керролл і його колеги зафіксували високі концентрації озону в кількох пожежах, які вони вивчали; вони намагаються зрозуміти, як рівень озону може стати таким високим під час пожежі, де густий стовп диму блокує майже все доступне сонячне світло. 

За словами Адама Кочанскі, дослідника лісових пожеж з Університету штату Сан-Хосе, який брав участь у кампанії, спостереження CalFiDE надають цінну інформацію для моделей прогнозування. Дані CalFiDE дозволяють синоптикам оцінити, чи точно їхні моделі відображають динаміку пожежі та як пожежа взаємодіє з місцевою погодою. 

«Чи правильно враховано швидкість поширення? Чи правильно ми обчислюємо кількість тепла, яке виділяє ця пожежа?» – сказав Кочанський. «Ось чому вам потрібен цей комплексний набір спостережень: якщо ви пропустите хоча б один із компонентів, усе розвалиться».

Аерофотознімок лісової пожежі в Каліфорнії вночі.
Вид з висоти пташиного польоту Mosquito Fire вночі, зроблений з літака NOAA Twin Otter під час експерименту CalFIDE. Авторство: Аманда Маковецкі, NOAA/CIRES

Щоб отримати додаткову інформацію, зв’яжіться з Лорен Ліпума, редактором відділу наукових комунікацій CIRES , за адресою lauren.lipuma@colorado.edu .

https://research.noaa.gov/2024/04/02/first-of-its-kind-experiment-illuminates-wildfires-in-unprecedented-detail