Исследовательский проект использует ассимиляцию данных в реальном времени для прогнозирования пути лесных пожаров

Целью исследовательского проекта в Университете Колорадо в Денвере, финансируемого Национальным научным фондом (NSF), является использование данных в реальном времени для более быстрого прогнозирования распространения лесных пожаров.

Ассимиляция данных для отслеживания пожаров принесет много пользы, включая помощь в обеспечении эвакуации людей из опасных зон и более оперативное руководство действиями пожарных по сдерживанию и тушению. Другими следствиями станут улучшение управления лесами и прериями.

Главным исследователем (PI) является профессор и заведующий кафедрой математических и статистических наук Ян Мандель, а со-исследователем (co-PI) — профессор-исследователь Лорен Кобб. В проекте участвуют Джонатан Бизили, Адам Кочански и Крейг Клементс.

Лесные пожары непредсказуемы и их трудно отслеживать, отмечает специалист по многомерной статистике Лорен Кобб. Анализ аэрофотоснимков зоны пожара и прогноз его направления могут занимать часы, если не дни. «Современная задача — каким-то образом включать все данные по мере их поступления в реальном времени и корректировать модель в соответствии с последней информацией, — пояснил он. — Затем мы прогнозируем следующее движение — это именно то, что нужно пожарным».

По словам Кобба, численное прогнозирование погоды добилось больших успехов за последние 15 лет, и есть надежда, что аналогичные математические методы окажут такое же предсказательное влияние на прогнозирование пожаров. «Каждый год мы слышим о том, что кто-то оказывается в ловушке (пожара), так что причин для этой работы много, и внутри нее много прекрасной математики», — добавил он.

Ян Мандель отметил, что исследование изучает новую методологию ассимиляции данных, которая позволяет постепенно приближать модели к реальности, не «ломая» их, и одновременно выполнять прогноз. Работа основывается на более ранних разработках по моделированию пожаров в Национальном центре атмосферных исследований (NCAR), а также на исследованиях Манделя и Кобба в области эпидемий инфекционных заболеваний.

«Есть некоторое сходство между эпидемиями инфекционных заболеваний и лесными пожарами. Им обоим нужно топливо. В случае эпидемии топливо — это люди, восприимчивые к болезни... Пространственная картина распространения по континенту схожа, — объяснил Кобб. — Различаются они феноменом огненного шторма (firestorm), который имеет свою особую динамику». Он добавил, что «никто не ждет с нетерпением тех огненных штормов, которые может принести глобальное потепление».