Пожарные слишком хорошо знают, что пожары распространяются быстро, воспламеняя цепи лесных массивов, уязвимых из-за сухой погоды и гонимых ветром.
С помощью моделей распространения ученые фиксируют потенциальное поведение лесных пожаров по мере их распространения и роста; такие модели обычно используются менеджерами по чрезвычайным ситуациям для подготовки к сезону лесных пожаров. Тем не менее, эмпирически меньше известно о поведении таких пожаров, когда они проникают в жилые комплексы и другие населенные пункты.
Эксперты по смягчению последствий стихийных бедствий из Инженерного колледжа имени Вальтера Скотта-младшего при Университете штата Колорадо хотели привлечь внимание к сложности так называемой границы пожаров между дикой местностью и городом. Они разработали модель, которая пытается количественно оценить уязвимость сообщества домов к распространению огня. Они надеются, что их модель пополнит набор стратегических инструментов, защищающих жизни и средства к существованию от разрушительных пожаров.
Модель, которую исследователи называют AGNI-NAR - асинхронная графическая нексусная инфраструктура для сетевой оценки риска взаимодействия между дикой природой и городом, - была разработана Хуссамом Махмудом, доцентом кафедры гражданского и экологического проектирования, и Акшатом Чулахватом, аспирант в области гражданского строительства. Их работа опубликована в журнале Scientific Reports с открытым доступом.
«Наша конечная цель состоит в том, чтобы выделить новые стратегии для снижения потенциального риска пожаров на границе дикой природы и городов, что исторически было универсальным подходом», - сказал Махмуд. «Наша модель ясно показывает нам, что этого абсолютно недостаточно».
Для разработки модели они использовали проверенные методы, основанные на теории графов, которые использовались для моделирования сложных сетей, таких как транспортные зоны или передача болезней. Исследователи пришли к выводу, что они могут применить аналогичные принципы к поведению огня; Подобно патогену, перескакивающему с хозяина на хозяина и распространяющему болезнь, огонь также прыгает с одной структуры на другую, размножаясь по мере своего распространения.
Исследователи использовали данные о туннельном пожаре 1991 года, который уничтожил некоторые части Окленда, штат Калифорния, чтобы проверить и подтвердить свою модель. Один из вопросов, который они рассмотрели, заключался в том, существует ли измеримая связь между вероятностью возгорания и риском распространения этого огня на соседнее сообщество. Они считали, что сообщество может быть окружено дикой природой, готовой к возгоранию, а жаркое лето увеличивает вероятность возгорания. Но без ветра сообщество практически не подвергалось бы риску. Скорость и направление ветра имеют решающее значение для распространения огня и были хорошо представлены в их модели. Их основными областями рассмотрения были конвекция, проводимость, излучение и тлеющие угли.
Цель состоит в том, чтобы предоставить практические рекомендации городским планировщикам или руководителям по чрезвычайным ситуациям, когда они оценивают риск возникновения пожара в домах и группах домов. Например, исследователи обнаружили, что они могут определить, какие дома в данном районе с наибольшей вероятностью будут способствовать распространению огня, исходя из местоположения, размера и близости к другим домам. Такая информация может помочь в разработке стратегий смягчения последствий для этого сообщества, таких как структурные улучшения, лучшее расстояние или сокращение растительности.
В будущих исследованиях исследователи продолжат уточнять и проверять свою модель с помощью данных других исторических пожаров.