Hoewel voorgeschreven branden veelvoorkomende instrumenten zijn bij natuurbeheer, een combinatie van rook en mist, bekend als supermist, heeft in sommige gevallen hoofdwegen overgestoken, wat leidt tot botsingen met meerdere auto's en dodelijke slachtoffers bij een zicht van minder dan 3 meter.

Nieuw onderzoek onder leiding van de Universiteit van Californië, rivieroever, en gesponsord door het USDI/USDA Joint Fire Sciences Program, heeft voor het eerst superfog geproduceerd in een laboratorium. Met een beter begrip van hoe superfog ontstaat, boswachters kunnen mogelijk aanvullende criteria toevoegen bij het plannen van toekomstige voorgeschreven brandwonden.

Het team identificeerde ook de verdeling en concentratie van de rookdeeltjes, omringend vloeibaar watergehalte, omgevingstemperatuur, omgevings relatieve vochtigheid, brandstofvochtgehalte en windsnelheid die tot supermistvorming leiden. De auteurs waarschuwen, echter, dat de wetenschap om te voorspellen wanneer aan sommige van deze voorwaarden zal worden voldaan nog in de kinderschoenen staat.

Mist ontstaat wanneer watermoleculen condenseren rond microscopisch kleine vaste deeltjes die in de lucht zweven, een beetje zoals dauwvorming rond een grasspriet. Deeltjes komen uit vele bronnen, inclusief stof, emissies van voertuigen, en rook. Om het water te laten condenseren, de temperatuur van de omgevingslucht moet voldoende koel zijn om verzadigd te raken met waterdamp die wordt geïntroduceerd door processen zoals wind, verdamping, of plantenademhaling. Wanneer bijna verzadigde lucht zich vermengt met rook en vocht dat vrijkomt door smeulende organische materialen, een dichte, laaggelegen superfog kan vormen.

Omdat superfog ongewoon is en moeilijk op natuurlijke wijze te bestuderen, de onderzoekers ontwierpen een laboratoriumopstelling om de omstandigheden te onderzoeken die het creëren. Ze verbrandden wilde brandstoffen, zoals dennennaalden, in een airconditioning, op maat gemaakte brandwindtunnel onder wisselende omgevingscondities en brandstofvochtgehalte.

Het team ontdekte dat wanneer het watergehalte laag is, de deeltjesgrootte moet klein genoeg zijn om druppeltjes te creëren die niet groter zijn dan één micron, klein genoeg om 50 druppels in de diameter van mensenhaar te passen, om het zicht te verminderen tot superfog niveaus. Als de druppels veel groter worden, ze absorberen niet zoveel licht en hebben meer water nodig. Druppelconcentraties moeten rond de 100 zijn, 000 per kubieke centimeter, of ongeveer 100, 000 druppeltjes verpakt in een volume kleiner dan twee M&M's. De brandende vegetatie overschrijdt deze hoeveelheid meestal.

Superfog vereist ook omgevingstemperaturen van minder dan 4 graden Celsius of 39,2 graden Fahrenheit, vochtigheid meer dan 80%, en een hoog brandstofvochtgehalte. Een hoog brandstofvochtgehalte laat meer waterdamp in de rook en produceert de dikste superfog.

In combinatie met modellering van andere atmosferische omstandigheden die de groei en verspreiding van mist beïnvloeden, de experimenten repliceerden omstandigheden die overeenkomen met superfog die in 2008 en 2012 multicar-ophopingen in Florida veroorzaakte.

De combinatie van een hoge luchtvochtigheid en een hoog vochtgehalte van de plant die nodig is om superfog te maken, verklaart waarom het vooral voorkomt in zuidelijke staten zoals Florida en Louisiana in plaats van in Californië. Echter, het is nog steeds niet mogelijk om te voorspellen wanneer of waar het zal gebeuren.

"Nu weten we wat de juiste mengsels zijn van verschillende ingrediënten die superfog vormen, maar we weten nog steeds niet hoe we kunnen voorspellen wanneer die ingrediënten in het juiste mengsel zich zullen vormen door de combinatie van atmosferische, brandstof, en bodemgesteldheid, " zei co-auteur Marko Princevac, een professor in werktuigbouwkunde aan het Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering aan de UC Riverside, die de verbranding en het gedrag van natuurbranden bestudeert. "Ik denk dat het nog vroeg is om te beweren dat superfog met enige zekerheid kan worden voorspeld."

De krant, "Laboratorium en numerieke modellering van de vorming van superfog door bosbranden, " is gepubliceerd in het juni 2019 nummer van de Brandveiligheidsjournaal . Andere auteurs zijn onder meer eerste auteur Christian Bartolome, die een deel van het onderzoek deed voor zijn proefschrift aan UC Riverside; U.S. Forest Service-onderzoeksboswachter David R. Weise; Shankar Mahalingam, een professor in werktuigbouwkunde en decaan van techniek aan de Universiteit van Alabama in Huntsville; UC Riverside-promovendi Masoud Ghasemian en Henry Vu; en UC Riverside-hoogleraren werktuigbouwkunde Akula Venkatram en Guillermo Aguilar.