導(dǎo)語:以往預(yù)測和阻止火勢蔓延的嘗試都是粗糙和不準(zhǔn)確的,但新的方法有望帶來巨大的改進枢析。
美國林業(yè)局的馬克?芬尼及其同事有時會做出不可思議的事情玉掸。他們走到灌木叢里生起了火,但他們不是縱火犯,這些火災(zāi)也沒有蔓延或高度破壞性醒叁。它們是真實植被的可控燃燒司浪,這讓科學(xué)家們更好地理解火焰是如何從一根樹枝跳到另一根樹枝的。研究這個可以幫助預(yù)測真正的野火是如何傳播的把沼。
芬尼和他的團隊進行的測量包括:火焰在一個區(qū)域燃燒的時間断傲,它們在植被中傳播的速度,以及在燃燒過程中發(fā)生的熱交換智政。這些實驗是在新西蘭進行的认罩。燃燒區(qū)域被路障封鎖,阻止火勢失控续捂。
他說:“我們有無人機飛過垦垂,讓我們從空中看到發(fā)生了什么。我們有由鋁制外殼和隔熱外殼保護的攝像頭牙瓢,你可以把它們放進火里劫拗。安裝所有的儀器通常需要一天或更長時間,當(dāng)然矾克,你必須配合天氣條件页慷。”
這是現(xiàn)代人類探索的一部分——知道是什么讓火燃燒胁附。據(jù)推測酒繁,人類進化史上的一個關(guān)鍵時刻是火的“發(fā)現(xiàn)”。但是早在我們的祖先邁出第一步之前控妻,火就已經(jīng)是地球上的自然現(xiàn)象了州袒。今天,火災(zāi)遠(yuǎn)非我們所能控制的弓候,它經(jīng)常以人為災(zāi)難的形式出現(xiàn)郎哭。在美國,超過80%的山火是由人類意外引發(fā)的菇存。
今年和去年一樣夸研,地球上的許多地方都經(jīng)歷了炎熱干燥的夏季,這大大增加了野火一旦發(fā)生的幾率依鸥。
在希臘亥至、瑞典和西伯利亞等熱點地區(qū),林地已經(jīng)被燒毀。美國西南部的加利福尼亞州剛剛記錄了有記錄以來最大的野火抬闯。
如果我們知道火災(zāi)會在何時何地發(fā)生呢井辆?或者它們是如何產(chǎn)生和熄滅的关筒?如果我們有這樣的知識溶握,我們肯定能夠更好地保護處于破壞危險中的城鎮(zhèn)和社區(qū)。
芬尼希望從他的實驗中獲得的數(shù)據(jù)將改善用于預(yù)測野火蔓延的現(xiàn)有模型蒸播。他解釋說睡榆,其中一些模型過于簡單。
“有很多東西我們現(xiàn)在不能在模型中使用袍榆,比如風(fēng)的可變性胀屿。風(fēng)的速度和方向從來都不是恒定的,”他說包雀∷拚福“然而,我們的模型是如此粗糙才写,它們需要能對風(fēng)進行單一方向的輸入葡兑。”
然而赞草,隨著時間的推移讹堤,這些工具的準(zhǔn)確性肯定會提高。今年7月厨疙,一篇關(guān)于澳大利亞野火模型預(yù)測火勢蔓延的論文發(fā)表了洲守。研究發(fā)現(xiàn),近年來沾凄,這類系統(tǒng)的準(zhǔn)確率有了顯著提高梗醇,預(yù)測誤差降低了50%以上。
那么如何在火災(zāi)發(fā)生之前就進行預(yù)測呢撒蟀?
雖然精確預(yù)測野火的發(fā)生是不可能的婴削,但是科學(xué)正在為我們提供新的、更好的計算火災(zāi)風(fēng)險的方法——它正在幫助我們了解一旦發(fā)生大火牙肝,火勢可能如何發(fā)展唉俗。
馬克思·約瑟夫是一個知道數(shù)據(jù)中有秘密的人。他和科羅拉多大學(xué)博爾德地球?qū)嶒炇业耐聜兲岢隽艘幌盗畜@人的見解——從疾病如何傳播到氣候變化對動物種群的影響配椭。但最近虫溜,他把注意力轉(zhuǎn)向了火災(zāi)。
他最近與人合著了一項研究股缸,目前正在進行同行評議衡楞。該研究探索了一種可能性,即根據(jù)美國大陸的生態(tài)系統(tǒng)和特有的天氣模式敦姻,預(yù)測哪些地區(qū)可能會發(fā)生野火瘾境。
一般來說歧杏,低濕度和高溫時期是火災(zāi)風(fēng)險的重要指標(biāo)——比降雨量更明顯
該小組收集了1984年以來的天氣數(shù)據(jù),以及此后發(fā)生的野火的統(tǒng)計信息迷守。一個計算機模型分析了天氣模式和火災(zāi)爆發(fā)之間的關(guān)系犬绒。他們發(fā)現(xiàn),一般來說兑凿,低濕度凯力、干燥的空氣和高溫是火災(zāi)風(fēng)險的三大最重要指標(biāo),比降雨量更重要礼华。
這些條件對火災(zāi)的影響在不同的“生態(tài)區(qū)域”(不同的地形和植被)之間有很大的不同咐鹤。但通過收集1984-2010年的數(shù)據(jù),該模型被證明在預(yù)測未來五年特定地區(qū)的火災(zāi)發(fā)生方面是準(zhǔn)確的圣絮。
約瑟夫說:“我們可以非常準(zhǔn)確地預(yù)測這些地區(qū)每個月的火災(zāi)數(shù)量祈惶。99%的實際數(shù)字是由模型預(yù)測出來的“缃常”
估計這些火災(zāi)的規(guī)模更加困難捧请,但是這個系統(tǒng)給了約瑟夫希望,我們確實能夠更好地理解在某一段時間內(nèi)哪些地區(qū)可能會發(fā)生很多火災(zāi)餐禁,只要能夠提前獲得準(zhǔn)確的天氣數(shù)據(jù)血久。
約瑟夫說:“我認(rèn)為,如果我們能得到一些好的天氣預(yù)報帮非,我們可能會有一個非常好的預(yù)測想法氧吐,明年將會發(fā)生什么∧┛”
俄勒岡州立大學(xué)的氣候科學(xué)家多米尼克?巴切萊特稱贊了該團隊的努力筑舅,不過她表示,或許還有更微妙的方法來分析該研究評估的另一個因素:住房密度陨舱。你可能會認(rèn)為火災(zāi)的風(fēng)險與一個地區(qū)有多少人居住和多少房屋成正比翠拣,但這也取決于有哪些植被可供燃燒。也許僅僅是一個小的定居點游盲,在一個非常容易發(fā)生火災(zāi)的地方误墓,有很多易燃的植被,可以與更頻繁的燃燒聯(lián)系起來益缎。
在火災(zāi)統(tǒng)計分析中谜慌,影響因素和解釋方法的范圍很廣。以2月份發(fā)表的另一項研究為例莺奔,該研究發(fā)現(xiàn)欣范,美國西部降雨量超過2.54毫米的天數(shù)與野火之間存在關(guān)聯(lián)。
這與約瑟夫的研究小組使用的測量方法略有不同,但它與他們的發(fā)現(xiàn)是一致的——降雨量減少確實意味著可供蒸發(fā)和增加濕度的水更少恼琼。結(jié)果妨蛹,空氣干燥再次被發(fā)現(xiàn)是引發(fā)火災(zāi)的原因。
正如作者所指出的:“如果夏季降水的減少趨勢繼續(xù)下去晴竞,結(jié)果很可能是持續(xù)的干燥蛙卤、溫暖的夏季模式,導(dǎo)致越來越嚴(yán)重的火災(zāi)季節(jié)颓鲜”砭剑”
哥倫比亞大學(xué)拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的帕克·威廉姆斯說典予,炎熱的夏季是今年將給加州帶來重大火災(zāi)的一個信號甜滨。
他解釋說:“今年夏天,加州許多地區(qū)的高溫打破了記錄瘤袖。當(dāng)達(dá)到這樣的溫度時衣摩,很可能會發(fā)生大火災(zāi)∥娴校”
定位熱點
對于直接受到野火影響的人們來說艾扮,真正重要的是提前知道他們居住的地區(qū)是否會受到威脅。天氣的不可預(yù)測性是一個復(fù)雜的因素占婉。但是燃料——可供燃燒的植被——也很難量化泡嘴。那片森林到底有多濃密?今年夏天落葉的樹枝有多干燥逆济?當(dāng)然酌予,人們正在努力更好地跟蹤這一情況,但許多工作仍在進行中奖慌。
最重要的是抛虫,考慮到幾乎所有的火災(zāi)都是由人類和閃電引起的,要準(zhǔn)確預(yù)測火災(zāi)何時何地發(fā)生是極其困難的简僧。但這并不意味著我們不知道建椰。
一些機構(gòu)利用我們提前幾天掌握的最準(zhǔn)確的天氣預(yù)報,繪制了美國潛在火災(zāi)熱點的地圖岛马。
芬尼說:“每天都會制作地圖棉姐,并根據(jù)對火災(zāi)情況至關(guān)重要的預(yù)測天氣條件進行更新±材妫”
這可以幫助當(dāng)局及時進行疏散伞矩,或者允許消防資源被帶到正確的地方。
ReadZone(紅區(qū)蹦浦,專門研究野火的機構(gòu)扭吁,位于科羅拉多大學(xué)波爾得分校)的埃莉?格雷登對我們有關(guān)火勢蔓延的知識尤其感興趣。格雷登為包括保險公司在內(nèi)的商業(yè)客戶提供野火分析。她說侥袜,她的系統(tǒng)考慮的三個主要因素是風(fēng)蝌诡、燃料的可用性和火災(zāi)發(fā)生時的地形。
如果能夠有效地避免火災(zāi)枫吧,由ReadZone提供咨詢的保險公司有時可能會部署自己的消防隊伍浦旱。或者九杂,他們可能會與有保險的人合作颁湖,幫助他們保護自己的財產(chǎn)。這些數(shù)據(jù)還有助于估算一場真正毀滅性的火災(zāi)可能給保險公司造成的損失——這對于規(guī)劃如何向客戶提供賠償非常重要例隆。
“我們做出這些評估甥捺,并在事件中運用我們的模型,”
格雷登說镀层×蹋“事實發(fā)生后,我們會回去看看我們的預(yù)測有多準(zhǔn)確唱逢∥庹欤”
格雷登說,去年RedZone的模型預(yù)測了加州科菲公園的哪些房屋會在一場毀滅性的野火中被燒毀坞古,準(zhǔn)確率超過90%备韧。那次火災(zāi)總共燒毀了3500處財產(chǎn)。
但即使是這些預(yù)測也可以改進痪枫。格雷登說织堂,目前缺乏有關(guān)某些類型的房屋如何著火和燃燒的可靠的定量數(shù)據(jù)。例如听怕,我們知道瀝青屋頂或粘土屋頂比木頭屋頂更不容易燃燒捧挺,但是精確地量化這些屋頂在火災(zāi)條件下的差異的數(shù)據(jù)并不容易獲得,格雷登說尿瞭。
野火的未來是什么樣子的闽烙?情況顯然是喜憂參半。在全球范圍內(nèi)声搁,由于農(nóng)田的擴張黑竞,每年被野火燒毀的總面積實際上正在減少。然而疏旨,在一些局部地區(qū)很魂,與氣候變化有關(guān)的炎熱干燥的夏季預(yù)計將繼續(xù)在我們不希望發(fā)生火災(zāi)的地區(qū)引發(fā)問題,比如緊挨著城市開發(fā)項目的地區(qū)檐涝。
巴切萊特認(rèn)為我們現(xiàn)在看到的是一個不尋常的過渡時期遏匆。幾個世紀(jì)以來法挨,茂密的森林經(jīng)歷了比我們今天看到的溫和得多的夏季,而現(xiàn)在幅聘,它們正通過燃燒來應(yīng)對氣候的變化凡纳。
巴切萊特說:“火災(zāi)后重新生長的作物將更適應(yīng)這些條件,因此可能生產(chǎn)更少的燃料帝蒿〖雒樱”她解釋說,這些地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)正在“重置”葛超。
在像加州這樣的地方暴氏,多年的滅火和保持山坡上樹木的完整使得森林變得比以前更加密集。威廉姆斯補充說绣张,這夸大了氣候變化目前對這些森林的影響答渔。
他說:“大氣層變暖確實會加劇火災(zāi),但這是人為造成的密林造成的胖替。”
火災(zāi)是這些生態(tài)系統(tǒng)的自然組成部分研儒,但最近火災(zāi)的發(fā)生率和性質(zhì)無疑是由人類活動所決定的豫缨。巴切萊特說:“人們應(yīng)該預(yù)料到會發(fā)生火災(zāi)独令。”
在一個更溫暖的世界里好芭,野火似乎越來越有能力威脅我們的生活燃箭。我們無法阻止火勢蔓延,也不可能在每一場大火發(fā)生之前完美地預(yù)測它舍败。但也許我們能更好地管理火災(zāi)招狸,更好地避開火災(zāi)。