Ученые приближаются к прогнозированию долгоживущих лесных пожаров
Ученые разработали новую методику компьютерного моделирования, которая впервые позволяет создавать постоянно обновляемые прогнозы распространения лесных пожаров на целый день в течение всей жизни продолжительных возгораний. Эта методика, созданная специалистами Национального центра атмосферных исследований (NCAR) и Университета Мэриленда, сочетает передовое моделирование взаимодействия погоды и поведения огня с новыми спутниковыми наблюдениями за активными пожарами. Компьютерная модель, обновляемая новыми данными каждые 12 часов, прогнозирует критически важные детали, такие как площадь пожара и изменения в его поведении.
Прорыв описан в исследовании, опубликованном в онлайн-выпуске журнала Geophysical Research Letters. Разработка особенно важна, так как существующие инструменты, используемые пожарными, могут оценить скорость движения фронта огня, но слишком просты, чтобы учесть критические эффекты, вызванные взаимодействием пожара и погоды. Новая модель призвана значительно улучшить прогнозирование, особенно для крупных, интенсивных пожаров, где текущие инструменты наименее эффективны.
«С этой методикой мы считаем возможным постоянно выпускать точные прогнозы на протяжении всей жизни пожара, даже если он горит недели или месяцы», — сказала ведущий автор и разработчик модели, ученый NCAR Дженис Коэн. Исследователи успешно протестировали новую технику, ретроспективно применив ее к пожару Литл-Бэр 2012 года в Нью-Мексико, который бушевал почти три недели. Финансирование исследований осуществлялось NASA, Федеральным агентством по управлению в чрезвычайных ситуациях и Национальным научным фондом.
Повышение детализации
Ключевым элементом методики стала интеграция высокодетальных спутниковых данных. Соавтор работы, Уилфрид Шрёдер из Университета Мэриленда, использовал данные нового спутникового прибора VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite), совместно управляемого NASA и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA). В отличие от старых инструментов, VIIRS предоставляет снимки с разрешением пикселя около 375 метров и охватывает весь земной шар с интервалом 12 часов или меньше.
Эти данные с высоким разрешением позволили точно очертить периметр активного пожара. Затем наблюдения VIIRS загружались в модель CAWFE (Coupled Atmosphere-Wildland Fire Environment), которая моделирует, как погода управляет огнем и как пожары создают собственную погоду. Перезапуская модель каждые 12 часов с учетом последних наблюдений за площадью пожара (процесс, известный как циклирование), ученые смогли точно предсказать развитие пожара Литл-Бэр с шагом в 12–24 часа в течение пяти дней его активности.
«Преобразующим событием стало появление этих новых спутниковых данных, — сказал Шрёдер. — Улучшенные возможности данных VIIRS способствуют обнаружению новых очагов возгорания до того, как они перерастут в крупные пожары. Спутниковые данные обладают огромным потенциалом для дополнения систем управления пожарами и поддержки принятия решений».
Безопасность пожарных
По словам исследователей, прогнозы с использованием новой методики могут быть особенно полезны для предвидения внезапных усилений пожара и смены направления пламени, подобных тем, что привели к гибели 19 пожарных в Аризоне летом 2013 года. Кроме того, они позволят лицам, принимающим решения, оценить несколько новых очагов и определить, какие из них представляют наибольшую угрозу.
«На кону стоят жизни и дома, и взаимодействие горючих материалов, рельефа и меняющейся погоды настолько сложно, что даже опытные руководители не всегда могут предвидеть быстро меняющиеся условия, — отметила Коэн. — Многие смирились с мыслью, что лесные пожары непредсказуемы. Мы показываем, что это не так».