Znanstveniki in instrumenti NCAR letijo nad divjimi požari | 2020

Vsebina:

Anonim

"Najbolj nas zanima razumevanje nasilnih in nepredvidljivih požarov, ki ubijajo gasilce," pravi Lawrence Radke, glavni raziskovalec NCAR za eksperiment Wildfire (WiFE). "Moramo biti sposobni napovedati potek nevarnega požara in razviti najučinkovitejšo strategijo za njegovo zatiranje."

WiFE financira Nacionalna znanstvena fundacija, ki sponzorira NCAR in ima raziskovalno letalo, ki ga upravlja NCAR. Raziskovalni center Ames, Nacionalna uprava za aeronavtiko in vesolje (NASA) in raziskovalni laboratorij za gozdove v ameriški gozdarski službi, bosta zagotovila dodatne znanstvenike, opazovalce in instrumente. Center za koordinacijo letalstva in ogenj Rocky Mountain Area bo pomagal znanstvenikom pri odločanju, kateri požari bodo opazovali in usklajevali lete okoli požarov.

Končni cilj raziskave je razumeti obnašanje požara dovolj dobro za napovedovanje poteka določenega požara. Leti bodo testirali edinstven komplet orodij za daljinsko zaznavanje, da bi ugotovili njihovo skupno učinkovitost pri opazovanju požarov. Poleg tega bodo kemiki NCAR analizirali emisije iz goreče biomase.

Požari v ZDA običajno zgorejo pet milijonov hektarjev letno, stanejo na stotine milijonov dolarjev. Cena se bo zvišala, saj razvoj mest še naprej posega v gozdove po vsej državi.

Radke pravi, da veliki, nasilni požari pogosto ustvarjajo lastno vreme. Sproščena toplota lahko povzroči globoko konvekcijo, celo nevihte, z močnimi in nevarnimi vetrovi. Tako imenovani ognjeni vrtinci, bratranci tornadov, lahko zavržejo goreče hlode in druge goreče ostanke, oddaljene milje stran, in postavijo druga območja v plamen. Takšni vrtinci se že pojavljajo na vseh stopnjah našega sončnega ogrevanja in se lokalno okrepijo v bližini požarov.

Hitrost, razpon in vzdržljivost C-130 izboljšajo možnosti raziskovalcev, da bodo pravočasno prišli do požara in ga opazovali v dramatični in nevarni fazi. Letalo bo obkrožalo ogenj s hitrostjo 150 vozlov ali manj, ki bo potoval med minimalno varno višino in 10.000 čevljev.

Med instrumente bo vključen novi Thermacam NCAR, digitalni infrardeči digitalni fotoaparat z visoko ločljivostjo z območjem zaznavanja med -40 in 3600 stopinj Fahrenheita. Požari lahko dosežejo 2200 stopinj F; žareča konica sveče, 1300. Thermacam, ki jo je zgradil Inframetrics, Inc., bo pogledal skozi odprtino v enem od oken letala in naravnost skozi dim. Rezultat bodo barvne video slike vročega, vrtinčnega zraka in plamenov, ki podrobno opisujejo njihovo gibanje, velikost, strukturo in temperaturo. Drugi instrumenti na krovu C-130 vključujejo pasivno mikrovalovno kamero, električni merilnik polja in NASA-jev spektrometer. Mikrovalovna kamera je namenjena za območja z lesno, ognjevarno vegetacijo z merjenjem teže gorljive biomase na kvadratni meter. Opazovanje naslednjega obroka požara lahko pomaga opazovalcem določiti njegovo prihodnjo pot. Instrument se lahko izkaže za koristnega pri odkrivanju vsebnosti vlage v površinski vegetaciji, ki je ključni dejavnik intenzivnosti in širjenja požara.

Sodelnik podjetja WiFE je Terry Clark NCAR, katerega atmosferski modeli ognja reproducirajo v računalnikih številne fine strukture, ki jih pogosto opazimo v požarih. Clark in Radke sta zdaj pripravljena opazovati te "požarne prste" v naravi in ​​kvantificirati njihove strukture. Tako sevanje kot konvekcija, ki sta posledica interakcije med požarnim ozračjem, vplivata na širjenje požara. Da bi razumel te učinke, mora Clark najprej videti, kako ogenj spredaj kroži na ali "prst" nezgorelo gorivo. Meritve WiFE bodo uporabljene za potrditev fizično zasnovanih modelov, kot je Clark's, ki lahko pomagajo izboljšati modele za širjenje požara, ki jih uporabljajo gasilci.

Medtem bodo kemiki na krovu merili emisije nad požarnim plamenom, nekateri bodo osvetlili kemijsko reaktivnost požarnega oblaka, njegovo učinkovitost izgorevanja in skupni izpust ogljika. Druge zanimive kemikalije, ki jih sprožijo požari, so metil halogenidi, ki imajo podobne lastnosti kot klorofluoroogljikovodiki, zloglasni CFC, ki napadajo ozonski plašč in prispevajo k globalnemu segrevanju. Številni halidi, ki so bili proizvedeni s človekom, so bili prepovedani, toda naravno oblikovani se še vedno dvigajo v stratosfero, kjer se vključijo v cikel uničevanja ozona. WiFE bo pomagal pojasniti, koliko požari prispevajo k ravnotežju metil halida v stratosferi. Piše kemikar NCAR Elliot Atlas: "Mi kemiki ne raziskujemo velikih požarov. To je prava priložnost za nas."

NCAR upravlja univerzitetna korporacija za atmosferske raziskave, konzorcij z več kot 60 univerzami, ki ponujajo doktorske disertacije na področju atmosfere in sorodnih znanosti.