Opdateret med nye observationer hver 12. time forudser computermodellen kritiske detaljer, såsom omfanget af blændingen og ændringer i dens opførsel.
Videnskabsfolk har udviklet en ny computermodelleringsteknik, der for første gang giver løftet om at producere kontinuerligt opdaterede dagslange forudsigelser om vækst i ildebrande gennem levetid for lang levetid.
Forskere ved National Center for Atmospheric Research (NCAR) og University of Maryland udtænkte teknikken, der kombinerer avancerede simuleringer, der skildrer interaktionen mellem vejr og brandopførsel med nyligt tilgængelige satellitobservationer af aktive vilde ildebrande. Opdateret med nye observationer hver 12. time forudser computermodellen kritiske detaljer, såsom omfanget af blændingen og ændringer i dens opførsel.
Den 6. juni 2010 antændte lynet Medano Fire i Great Sand Dunes National Park i Colorado. Da dette billede blev taget den 23. juni, var mere end 5.000 acres brændt. © UCAR Foto af David Hosansky.
Gennembrudet er beskrevet i en undersøgelse, der vises i dag i en online-udgave af Geophysical Research Letters, efter at den først blev sendt online i sidste måned.
"Med denne teknik tror vi, det er muligt kontinuerligt at udstede gode prognoser gennem en brands levetid, selvom det brænder i uger eller måneder," sagde NCAR-forsker Janice Coen, hovedforfatter og modeludvikler. "Denne model, der kombinerer interaktiv vejrforudsigelse og opførelse af vilde skud, kunne forbedre prognosen betydeligt - især for store, intense skovbegivenheder, hvor de nuværende forudsigelsesværktøjer er svagest."
Brandmænd bruger i øjeblikket værktøjer, der kan estimere hastigheden af forkanten af en brand, men er for enkle til at fange afgørende effekter forårsaget af interaktion mellem ild og vejr.
Forskerne testede med succes den nye teknik ved at bruge den retrospektivt på Little Bear Fire i 2012 i New Mexico, som brændte i næsten tre uger og ødelagde flere bygninger end noget andet ildsted i statens historie.
Forskningen blev finansieret af NASA, Federal Emergency Management Agency og National Science Foundation, som er NCARs sponsor.
Skærpning af billedet
For at generere en nøjagtig prognose af et ildsted, har forskere brug for en computermodel, der både kan inkorporere aktuelle data om ilden og simulere, hvad den vil gøre i den nærmeste fremtid.
I løbet af det sidste årti har Coen udviklet et værktøj, kendt som computermodellen Coupled Atmosphere-Wildland Fire Environment (CAWFE), der forbinder hvordan vejret driver ild og til gengæld hvordan brande skaber deres eget vejr. Ved hjælp af CAWFE simulerede hun med succes detaljerne om, hvor store brande voksede.
Men uden de mest opdaterede data om en brands aktuelle tilstand, kunne CAWFE ikke pålideligt producere en længerevarende forudsigelse af en vedvarende brand. Dette skyldes, at nøjagtigheden af alle finskala vejrsimuleringer falder markant efter en dag eller to, hvilket påvirker simuleringen af branden. En nøjagtig prognose skulle også omfatte opdateringer om virkningerne af brandbekæmpelse og af sådanne processer som pletblødning, hvor gløder fra en brand hæves i ildsjelen og falder foran en brand og antændes nye flammer.
Indtil nu har den type realtidsdata, der skulle være nødvendigt for regelmæssigt at opdatere modellen, ikke været tilgængelig. Satellitinstrumenter tilbød kun grove observationer af brande, hvilket giver billeder, hvor hver pixel repræsenterede et område lidt over en halv mil over (1 kilometer x 1 kilometer). Disse billeder viser måske flere steder, der brænder, men de kunne ikke skelne grænserne mellem brændende og ikke-brændende områder, undtagen for de største ildebrande.
For at løse problemet har Coens medforfatter, Wilfrid Schroeder fra University of Maryland, produceret brandopdagelsesdata med højere opløsning fra et nyt satellitinstrument, Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS), som drives sammen af NASA og National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Lanceret i 2011 og giver dette nye værktøj dækning af hele kloden med intervaller på 12 timer eller derunder med pixels på over 1200 meter (375 meter). Den højere opløsning gjorde det muligt for de to forskere at skitsere den aktive brandomkrets i meget større detaljer.
Coen og Schroeder fodrede derefter VIIRS-brandobservationer ind i CAWFE-modellen. Ved at genstarte modellen hver 12. time med de seneste observationer af brandomfanget - en proces, der kaldes cykling - kunne de præcist forudsige forløbet af Lillebjørnbranden i trin på 12 til 24 timer i løbet af fem dage af den historiske brænd. Ved at fortsætte på denne måde ville det være muligt at simulere hele levetiden for endda en meget langvarig ild, fra antændelse til udryddelse.
”Den transformative begivenhed har været ankomsten af disse nye satellitdata,” sagde Schroeder, en professor i geografiske videnskaber, der også er besøgende videnskabsmand hos NOAA. ”Den forbedrede kapacitet med VIIRS-dataene favoriserer afsløring af nyligt antændte brande, før de brister ud i større sammenbrud. Satellitdataene har et enormt potentiale til at supplere brandhåndterings- og beslutningsstøttesystemer og skærpe den lokale, regionale og kontinentale overvågning af ildebrande. ”
At holde brandmændene i sikkerhed
Forskerne sagde, at prognoser, der bruger den nye teknik, kunne være særligt nyttige til at forudse pludselige opblæsninger og skift i retning af flammerne, såsom hvad der skete, da 19 brandmænd omkom i Arizona sidste sommer.
Derudover kunne de sætte beslutningstagerne i stand til at se på flere nyligt antændte brande og bestemme, hvilken der udgør den største trussel.
”Liv og hjem står på spil, afhængigt af nogle af disse beslutninger, og samspillet mellem brændstof, terræn og skiftende vejr er så kompliceret, at selv erfarne ledere ikke altid kan forudse hurtigt skiftende forhold,” sagde Coen. ”Mange mennesker har trukket sig tilbage til at tro, at ildebrande er uforudsigelige. Vi viser, at det ikke er sandt. ”
Via UCAR