Cháy rừng tạo ra thời tiết riêng và điều đó quan trọng đối với việc quản lý đám cháy – Tin mới nhất.

Tin tức khoa học chủ đề Cháy rừng tạo ra thời tiết riêng và điều đó quan trọng đối với việc quản lý đám cháy
tại website Blogradio.org | Tin mới cập nhật hôm nay.

Cháy rừng tạo ra thời tiết riêng và điều đó quan trọng đối với việc quản lý đám cháy
tin được nhiều người quan tâm.

Cháy rừng không được biết đến với khả năng kiềm chế. Chúng sẽ nhảy sông, phun ra những ngọn lửa quay cuồng và tăng gấp đôi kích thước chỉ sau một đêm.

Ngọn lửa Carr Fire – một trong những đám cháy tàn phá nhất California – bùng lên vào giữa tháng 7 khi vành của một chiếc lốp xẹp gặp mặt đường. Khi ngọn lửa lớn dần, nó nhảy qua sông Sacramento và gây ra một cơn lốc lửa làm bẫy và giết chết một lính cứu hỏa gần Redding. Vào thời điểm nó được chứa đầy vào ngày 30 tháng 8, nó đã thiêu rụi 930 km vuông, phá hủy hơn 1.000 tòa nhà và giết chết bảy người.

Ruddy Mell, một kỹ sư đốt cháy của Sở Lâm nghiệp Hoa Kỳ có trụ sở tại Seattle, cho biết: “Một khi những đám cháy này lan nhanh và đủ mạnh, bạn không thể ngăn chặn chúng.

Các cơ quan liên bang và tiểu bang quản lý các đám cháy rừng sử dụng các phương trình toán học – mô hình đám cháy – để dự đoán đám cháy sẽ lan rộng như thế nào và quyết định cách sử dụng các nguồn lực chữa cháy hoặc liệu có cần sơ tán hay không. Nhưng các mô hình không phải lúc nào cũng có thể dự đoán khi nào đám cháy sẽ đột ngột chuyển sang một hướng mới hoặc phát triển theo cấp số nhân.

Giờ đây, các nhà khoa học đang phát triển các mô hình đám cháy mang nhiều sắc thái hơn với dữ liệu vệ tinh ngày càng chi tiết và hiểu rõ hơn về cách các đám cháy có thể tạo ra thời tiết riêng và thổi ngọn lửa của riêng chúng. Các mô hình quy mô nhỏ hơn này mất nhiều giờ hoặc nhiều ngày để chạy trên máy tính, vì vậy chúng không có khả năng thay thế các mô hình trường nhanh và bẩn hơn để phản hồi trong thời điểm nóng. Nhưng chúng có thể giúp các nhà khoa học tìm ra nguyên nhân thúc đẩy hành vi cháy rừng – và học cách bảo vệ cộng đồng khỏi hỏa hoạn tốt hơn.

Ghi lại vết bỏng

Năm 2018, cháy rừng đang trên đà gây ra ít nhất nhiều thiệt hại ở Hoa Kỳ như năm 2017, khi chúng thiêu rụi một khu vực lớn hơn hầu hết mọi năm kể từ khi thu thập dữ liệu nhất quán bắt đầu vào năm 1983, theo Trung tâm Cứu hỏa Liên ngành Quốc gia ở Boise , Idaho. Tính đến ngày 5 tháng 9, hỏa hoạn đã thiêu rụi gần 30.000 km vuông trên toàn quốc, một khu vực rộng hơn Massachusetts. Trong vài năm qua, những đám cháy rừng này đã tạo nên một bức màn ô nhiễm dạng hạt đặc biệt dày trên miền Tây Hoa Kỳ (SN: 18/8/18, tr. 9), nơi gần 100 đám cháy lớn hiện đang bùng cháy.

Trong khi các đám cháy rừng bùng phát tự nhiên do sét đánh là một phần lành mạnh của nhiều hệ sinh thái, con người đã vô tình làm cho những đám cháy đó trở nên tồi tệ hơn. Nhiều năm chính sách quản lý rừng nhằm ngăn chặn các đám cháy tự nhiên đã khiến những đám cháy bùng phát trở nên hung dữ hơn, vì có quá nhiều nhiên liệu trên mặt đất. Thêm, mọi người bắt đầu 84 phần trăm của tất cả các vụ cháy rừng, vô tình hoặc cố ý, các nhà nghiên cứu đã báo cáo trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia vào tháng 3 năm 2017. Ảnh hưởng của chúng tôi đã làm cho mùa cháy kéo dài gấp ba lần so với tự nhiên, nghiên cứu cho thấy.

Biến đổi khí hậu có khả năng làm gia tăng vấn đề. Phần lớn miền Tây Hoa Kỳ có thể sẽ chứng kiến ​​sự gia tăng diện tích đất bị đốt cháy trong 30 năm tới, theo một nghiên cứu tháng 12 năm 2017 tại PLOS One đã phân tích dữ liệu nhiệt độ, băng tuyết và cháy rừng. Và trong tương lai, những biến động khí hậu theo chu kỳ như El Niño sẽ gây ra ảnh hưởng mạnh hơn đến sóng nhiệt và cháy rừng, các nhà nghiên cứu đề xuất vào tháng 8 năm Thư nghiên cứu địa vật lý.

Tuy nhiên, nắm bắt được hành vi của đám cháy thông qua các phương trình toán học gần như khó như ngăn chặn đám cháy. Cháy rừng bị ảnh hưởng bởi một loạt các biến số phức tạp. Những loại cây nào che phủ mặt đất? Địa hình bằng phẳng hay đồi núi? Gió thổi nhanh như thế nào? Nhiệt độ là bao nhiêu?

Các nhà quản lý phòng cháy chữa cháy có tính đến các biến số này, nhưng các mô hình dự đoán của họ được thiết kế cho các tình huống khẩn cấp trong đó phản ứng nhanh là chìa khóa. Các phương trình trường thô không nắm bắt được các chi tiết tốt hơn – ví dụ như cách ngọn lửa tương tác với bầu khí quyển, tạo ra những cơn gió riêng có thể thổi ngọn lửa và phun ra than hồng theo những hướng bất ngờ.

Thời tiết cháy

Tất nhiên, việc thu thập dữ liệu về cách đám cháy tương tác với bầu khí quyển đặt ra một số thách thức về hậu cần. Warren Heilman, một nhà khí tượng học của Cục Lâm nghiệp ở Lansing, Mich cho biết: “Không thể thiết lập các thiết bị ngay bên cạnh một đám cháy rừng cường độ cao. Điều đó sẽ phá hủy các thiết bị.

Đó là nơi mà một công cụ dự đoán mới được phát triển bởi nhà khoa học khí quyển Janice Coen tại Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia ở Boulder, Colo., Và các đồng nghiệp của cô ấy. Cách không khí di chuyển khi nó bị đốt nóng bởi ngọn lửa và cách chuyển động của không khí trở lại Coen cho biết để ảnh hưởng đến hành vi của ngọn lửa, “tổng hợp từ toán học phức tạp và động lực học chất lỏng”. “Nếu bạn làm đúng những điều này, rất nhiều hành vi phức tạp khủng khiếp này sẽ bộc lộ ra.” Những loại phương trình này đã được sử dụng trong dự báo thời tiết, nhưng nhóm của Coen đang áp dụng chúng cho các đám cháy rừng thông qua một mô hình có tên là Mô hình Môi trường Cháy Khí quyển-Vùng đất hoang dã, hoặc CAWFE.

Nhóm của Coen gần đây đã áp dụng CAWFE hồi cứu cho vụ cháy King Fire năm 2014, cháy gần 400 km vuông ở Sierra Nevada của California. Ngọn lửa đã di chuyển khá chậm, nhưng sau đó đã bùng phát 25 km lên một hẻm núi chỉ trong 11 giờ với sự dữ dội khó hiểu – một trạm thời tiết gần đó đã ghi lại những cơn gió lặng vào thời điểm đó. Các bản tin đổ lỗi cho hạn hán khiến cảnh quan khô cằn và dễ bắt lửa, nhưng Coen không tin rằng điều đó đơn giản như vậy.

Phân tích của bà cho rằng hạn hán không phải là nguyên nhân chính dẫn đến mức độ nghiêm trọng đột ngột của đám cháy.

Thay vào đó, sự lan nhanh của ngọn lửa King Fire lên một hẻm núi được thúc đẩy bởi chuyển động khí quyển do chính ngọn lửa tạo ra, nhóm của cô ấy đã báo cáo vào tháng 5 năm Ứng dụng sinh thái. Sự chênh lệch về áp suất khí quyển tạo ra gió – không khí di chuyển từ vùng có áp suất cao hơn đến vùng có áp suất thấp hơn. Khi ngọn lửa làm ấm không khí trong hẻm núi, nó làm giảm áp suất không khí và làm cho không khí nở ra và bay lên, tạo ra gió mạnh hơn nhiều so với các phép đo chính thức được thực hiện gần đó.

Các mô hình như Coen’s có thể tái tạo lại các sự kiện hỏa hoạn đáng ngạc nhiên khác, chẳng hạn như “ngọn lửa” do trận cháy rừng Carr tấn công vào ngày 26 tháng 7. Cơn lốc đó tạo ra gió vượt quá 200 km một giờ và nhiệt độ lên tới 1500 ° C, theo ước tính của CalFire. Những cơn lốc lửa như vậy hình thành khi không khí bốc lên bị đốt nóng bởi một đám cháy rừng va chạm với không khí xung quanh hỗn loạn.

Các mô hình đám cháy chi tiết này cung cấp manh mối về cách quản lý các đám cháy trong tương lai: Ví dụ, khi phân tích ngọn lửa King Fire, nhóm của Coen nhận thấy rằng lượng bàn chải (và độ khô của nó) chỉ ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền của đám cháy trên mặt đất dốc. Điều đó cho thấy rằng, với nguồn lực hạn chế, các nỗ lực phát quang bụi rậm có thể hữu ích nhất để làm chậm sự lan truyền của đám cháy khi tập trung nhiều vào địa hình đồi núi hơn là trên các vùng đất bằng.

một bức ảnh về thiệt hại do vụ cháy Tubbs Fire bao gồm một chiếc xe bán tải màu trắng bị thiêu rụi và các mảnh vỡ từ những ngôi nhà bị phá dỡ
KIỆT SỨC Vào năm 2017, than hồng từ đám cháy Tubbs ở California đã phá hủy cả một khu phố, mặc dù ngọn lửa không chạm tới cộng đồng. Anne Belden / iStockphoto

Nhớ than hồng

Trong khi mô hình của Coen xem xét thời tiết cháy rừng bên trong, các mô hình khác đang được phát triển ghi lại điều gì xảy ra khi cháy rừng tấn công các khu vực đô thị và đe dọa các tòa nhà.

Mell, nhà khoa học về đốt cháy của Sở Lâm nghiệp, cho biết các đám cháy hoạt động như thế nào ở giao diện đất hoang-đô thị này không được hiểu rõ so với đám cháy trong các tòa nhà hoặc trên đất trống. Việc nghiên cứu cũng phức tạp hơn, với sự đa dạng về các loại nhiên liệu có sẵn hơn là một đối mặt với đám cháy hoang dã trong một khu rừng hẻo lánh. Thêm vào đó, các đám cháy rừng tấn công các cộng đồng thường đốt cháy nhiều tòa nhà, tạo ra hiệu ứng domino mà không phải là một vấn đề trong vụ cháy nhà thông thường.

Sau khi đám cháy Tubbs Fire tấn công mạnh vùng rượu vang của California vào tháng 10 năm 2017, Mell đã đến thăm một khu phố cháy đen bên ngoài Santa Rosa, California. Vùng ngoại ô không được xác định là có nguy cơ hỏa hoạn cao và thực sự, ngọn lửa không bao giờ đến được cộng đồng. Sự tàn phá hoàn toàn đến từ những ngọn lửa – những mảng thực vật hoặc mảnh vụn đang cháy – cuốn vào khi có gió mạnh. Các thương hiệu lửa có thể chồng chất và đốt cháy các tòa nhà, sau đó có thể tạo ra các thương hiệu cứu hỏa của riêng chúng. Tại thời điểm đó, “rất khó để dừng lại,” Mell nói.

Một công cụ được gọi là
Ở đây CÓ RỒNG Một công cụ được thiết kế bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia, được mệnh danh là “con rồng”, bắn ra những cơn mưa than hồng, còn được gọi là hỏa tiễn, để giúp các nhà khoa học nghiên cứu các đám cháy trong phòng thí nghiệm. Sam Manzello

Việc bố trí các tòa nhà, vật liệu làm chúng và các loại thảm thực vật xung quanh đều ảnh hưởng đến tính dễ bị tổn thương của cộng đồng đối với cháy rừng, nhưng chính xác như thế nào thì vẫn chưa rõ ràng. Để tạo ra những tương tác này, Mell, giống như Coen, đã kết hợp vật lý của lửa. Nhưng trọng tâm là ở độ phân giải tốt hơn – về cách ngọn lửa bùng cháy trên quy mô mét, hơn là cách chúng ảnh hưởng đến chuyển động của không khí trên hàng km.

Anh ấy đang thiết kế các bộ phương trình có thể ước tính cách một ngọn lửa sẽ truyền nhiệt đến bề mặt hoặc cách các nguồn nhiên liệu sẽ phân hủy trong các điều kiện nhiệt độ nhất định.

Mục tiêu lớn hơn với các mô hình như vậy: Đánh giá chặt chẽ hơn các mối nguy hiểm về than hồng để các cộng đồng dễ xảy ra hỏa hoạn có thể được thiết kế và quản lý một cách an toàn nhất có thể.

Các mô hình giao diện vùng đất hoang dã – đô thị này phụ thuộc vào dữ liệu từ các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để kiểm tra cách than hồng bay và cháy. Sam Manzello, một kỹ sư tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia ở Gaithersburg, Md, cho biết: Pháo hiệu là điểm độc đáo so với các loại đạn khác bởi vì chúng sẽ bốc cháy khi chúng di chuyển trong không khí. Bắn súng từ thảm thực vật bị đốt cháy hoạt động khác với những ngọn lửa từ các tòa nhà đang cháy.

một bức ảnh tua nhanh thời gian cho thấy cách than hồng di chuyển trong không khí
NHÂN VẬT TRÊN DI CHUYỂN Một bức ảnh tua nhanh thời gian cho thấy đường đi của than hồng di chuyển trong không khí. Sam Manzello

Một số công việc của Manzello liên quan đến việc thu thập than hồng sau một trận hỏa hoạn và nghiên cứu tính chất của chúng – chúng lớn như thế nào, làm bằng gì và nặng bao nhiêu. Nhóm của ông cũng đã chế tạo một số “con rồng” – những vật nuôi ăn dăm gỗ sau đó phun ra những cơn mưa than hồng. Các nhà khoa học có thể kiểm soát kích thước của các mảnh gỗ được đốt cháy trong bụng con rồng, cũng như tốc độ chúng bay ra khỏi miệng của nó, để xác định các lỗ hổng trong thiết kế hoặc vật liệu của kế hoạch xây dựng.

Ví dụ, mái ngói phổ biến ở California có vẻ chống cháy vì gốm không cháy. Nhưng “chúng tôi đã phát hiện ra rằng, khi để mái ngói tiếp xúc với vòi hoa sen lửa, [firebrands] Manzello cho biết: xuyên qua lớp gạch và ánh sáng dưới mái nhà. Than hồng rơi trên mái nhà và cháy cho đến khi đủ nhỏ để lọt qua các vết nứt giữa các viên ngói. Ông nói, giờ đây, các tiêu chuẩn an toàn giao diện vùng đất hoang dã-đô thị đã được cập nhật: mái ngói nên có vật liệu chống cháy bên dưới hoặc vật liệu bịt các khe hở giữa chúng.


Vậy là bạn đã có thêm nhiều thông tin về chủ đề Cháy rừng tạo ra thời tiết riêng và điều đó quan trọng đối với việc quản lý đám cháy
rồi nhé. Blogradio tin rằng bạn đã có nhiều kiến thức khoa học hữu ích rồi. Ngoài đọc bài viết này bạn có thể xem thêm nhiều tin tức khoa học – Công nghệ khác tại đây nhé: Xem tại đây.

Cháy rừng tạo ra thời tiết riêng và điều đó quan trọng đối với việc quản lý đám cháy

Từ khoá liên quan đến chủ đề Cháy rừng tạo ra thời tiết riêng và điều đó quan trọng đối với việc quản lý đám cháy

#Cháy #rừng #tạo #thời #tiết #riêng #và #điều #đó #quan #trọng #đối #với #việc #quản #lý #đám #cháy.

Chân thành cảm ơn bạn đã đồng hành cùng Blogradio.

Nguồn: www.sciencenews.org

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *