'挽救森林,“燒不盡的野火”或能更快地精準預測'

化學 猶他州 電腦 楊梅 科技工作者 2019-09-13
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挽救森林,“燒不盡的野火”或能更快地精準預測

Fletcher教授正在為學生提供實驗指導。

過去幾周裡,美國猶他州的大火已經證明,野外火災不會很快完結。考慮到春雨對森林的“養育”作用,今年很可能會成為創紀錄的一年。受美國國防部資助,楊百翰大學(下文簡稱BYU)的火災研究實驗室正在深入探索引發火災的微觀細節,以進一步瞭解野火的燃燒情況。相關研究結果刊登於《分析與應用熱解》雜誌中。BYU化學工程學教授、火災專家Thomas H. Fletcher說:“我們希望從小規模研究中摸索出大規模情況的規律。我們的實驗是在控制良好的環境中進行的,這可以消除火災實驗的部分不可預測性。”

在實驗中,Fletcher等分別將包括矮棕櫚和楊梅在內的14種灌木的葉片放入熱重分析儀中,然後在800攝氏度下觀察葉片的燃燒情況。他們對灌木葉片的熱分解速度和高溫燃燒後產生的化學物質進行了記錄和分類,並比較了兩種熱源(對流熱源和輻射熱源)的影響。Fletcher等發現,灌木的化學成分對它們燃燒前的分解速度有很大影響。這一結論很重要:確定植物類型有助於預測火災的進程和轉移速度。Fletcher說:“現有模型需要使用大型電腦、並花費大約兩週的時間才能作出預測,而兩週後野火大概率已經轉移了。我們的目標是在20分鐘至半小時內給出火災可能如何傳播的答案。”

Fletcher等的研究對於同時改進計劃內/外的野火預測模型有重要意義。受森林大火的威脅,林業局等國家機構每年需要斥資數十億美元加以防控。任何能夠助力提高火災管理效率的研究都是值得關注的當務之急。

火災管理失敗帶來的教訓非常慘痛。例如去年雷擊導致的猶他州南部的波爾克里克大火,它燒燬了約10.2萬英畝土地。人們本準備讓它自行熄滅,但不幸的是,炎熱乾燥的大風將大火推向了西班牙福克市等地。後來,這場大火與禿頭山野火合流,火勢更加巨大。最終,相關部門花費了600多萬美元才控制住火勢。Fletcher總結說:“儘管火災研究人員已經做了很多研究,但是要想控制火勢仍然非常困難。我們設計的模型雖然不能阻止火災,但它可以協助我們做出如何管理火災的決定。正確的管理決定能使火災在發生後不會演變成無法控制的大災難。”

原創編譯:雷鑫宇 審稿:alone 責編:唐林芳

期刊來源:《分析與應用熱解》

期刊編號:0165-2370

原文鏈接:https://news.byu.edu/intellect/fire-research-from-byu-creating-better-faster-models-to-predict-how-wildfires-burn

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