science >> Wetenschap >  >> Natuur

Brandonderzoekers creëren betere, snellere modellen om te voorspellen hoe bosbranden branden

Krediet:Jaren Wilkey/BYU Foto

Zoals branden in heel Utah de afgelopen weken hebben aangetoond, het brandseizoen loopt niet snel ten einde. Gezien de lenteregens die zoveel groei tot potentiële brandbrandstof bevorderden, het zou wel eens een recordjaar kunnen worden.

Hoewel het onmogelijk is om te voorspellen waar de volgende bosbrand zal beginnen, nieuw door het Ministerie van Defensie gesponsord onderzoek van BYU's Fire Research Lab gaat dieper in op de microscopische details van hoe branden ontstaan ​​om meer inzicht te krijgen in hoe bosbranden branden door wildlandbrandstoffen.

"We werken op kleine schaal en hopelijk geeft dat ons enig inzicht in wat er op grote schaal gebeurt, " zei branddeskundige Thomas H. Fletcher, BYU-hoogleraar chemische technologie. "We proberen een deel van de onvoorspelbaarheid uit het vuur te halen door experimenten uit te voeren in goed gecontroleerde omgevingen."

Voor hun experimenten, Fletcher en co-auteurs laadden bladeren van 14 struiksoorten (waaronder Inkberry, Was Mirte, Fetterstruik, Dwarf Palmetto en Sparkleberry) in de smeltkroes van een thermogravimetrische analysator en draaide het vuur langzaam op tot 800 graden Celsius. Terwijl ze de bladeren zagen branden, ze categoriseerden de snelheid waarmee de plant kapot ging en de chemicaliën die door de hitte werden geproduceerd. Ze vergeleken ook de impact van twee warmtebronnen:convectie (denk aan door wind aangedreven branden) en straling (van brandende plantendeeltjes of vlammen).

Uit het onderzoek bleek dat de chemie van struiken een groot verschil maakt in hoe snel ze afbreken voordat ze verbranden. Dat is belangrijk om te weten, omdat het type plant dat op een berghelling wordt gevonden, kan helpen voorspellen hoe een vuur zal branden en hoe snel het naar een andere plantensoort kan springen.

Voorspellen hoe bosbranden branden in het heetste lab van BYU. Credit:video geproduceerd door Julie Walker, Cinematografie door Brian Wilcox; Redacteur:Emily Ooi.

"Zeer gedetailleerde modellen die al bestaan, hebben tot twee weken nodig om op hele grote computers te draaien en tegen die tijd, het vuur is verplaatst en het is niet meer op dezelfde plek, "Zei Fletcher. "We streven ernaar antwoorden te geven over hoe een brand zich in de komende 20 minuten of een half uur zou kunnen verspreiden in plaats van in de komende twee weken."

De onderzoeken zijn gericht op het verbeteren van voorspellende modellen voor zowel voorgeschreven brandwonden als voor ongeplande natuurbranden. Met bosbranden die de Forest Service en overheidsinstanties jaarlijks miljarden dollars kosten om te controleren, elk onderzoek dat kan helpen om brandbeheer efficiënter te maken, heeft hoge prioriteit.

Voorbeeld:de Pole Creek Fire die 102 verbrandde, 000 acres in het zuiden van Utah County begon vorig jaar met een blikseminslag die op natuurlijke wijze moest uitbranden. Helaas, heet, droge wind duwde het in een grote bedreiging voor Spanish Fork, Elk Ridge en Mapleton. Het vuur, die later fuseerde met een ander bosbrand - de Bald Mountain Fire - kostte uiteindelijk meer dan $ 6 miljoen om te beheersen.

"Met alles wat we hebben gedaan om ze te onderzoeken, branden zijn nog steeds niet onder controle, "Zei Fletcher. "Ons model kan een brand niet voorkomen, maar het kan helpen bij beslissingen over hoe branden moeten worden beheerd, zodat wanneer een brand ontstaat, het ontploft niet in een enorme, oncontroleerbaar vuur."

Details van de experimenten verschijnen in twee afzonderlijke studies in de Tijdschrift voor analytische en toegepaste pyrolyse .