Наколькі дакладны камплект Fire?

У гэтым артыкуле апісаны мадэлі, даныя, вынікі праверкі і абмежаванні камплекта Пажары. Выкарыстаць гэтую інфармацыю можна для інтэрпрэтацыі вынікаў сімуляцыі.

Нататка: Камплект Fire — гэта інструмент планавання, які дазваляе параўноўваць месцы і сцэнарыі, напрыклад, распаўсюджванне агню на розных схілах, узгаранне ўздоўж лініі электраперадачы або змены ветру і сухасці гаручага матэрыялу. Гэта не прагноз рэальнага пажару. Ніколі не выкарыстоўвайце яго, каб вырашыць, ці трэба эвакуявацца. Пры актыўным пажары выконвайце ўказанні мясцовых службаў экстранай дапамогі.

Мадэлі паводзін агню

Камплект выкарыстоўвае стандартную навуку аб паводзінах агню, якую прымяняюць кіраўнікі зямельных рэсурсаў ЗША:

• Нізавы пажар: мадэль распаўсюджвання Ротэрмеля (1972, з абнаўленнем Альбіні 1976 года), з 40 мадэлямі гаручага матэрыялу Скота і Бурґана і першапачатковымі 13.
• Верхавы пажар: мадэль Ван Вагнера для выпадкаў, калі агонь падымаецца ў кроны дрэў, мадэль Ротэрмеля 1991 года для хуткасці верхавога пажару і метад Фінні для пажараў, якія часткова ідуць па наглёбні кронаў.
• У Канада: Канадская сістэма прагназавання паводзін лясных пажараў (FBP) (Forestry Canada 1992, абноўленая Вотанам і іншымі ў 2009 годзе) — уласная мадэль Канады, пабудаваная на эксперыментальных пажарах у канадскіх лесах. Яна працуе на аснове кодаў пажарнага надвор'я, якімі штодня карыстаюцца канадскія ведамствы.
• Распаўсюджванне па карце: метад мінімальнага часу прабегу, тая самая ідэя, што выкарыстоўваецца ў FlamMap Лясной службы ЗША. Агонь ідзе самым хуткім шляхам праз кожную ячэйку, спачатку ўверх па схіле і па ветры.

У ЗША гэта мадэлі, на якіх пабудаваны FARSITE, FlamMap і BehavePlus — амерыканскія інструменты планавання дзеянняў пры пажарах; у Канада сістэма FBP — гэта мадэль, на якой пабудаваны нацыянальныя карты паводзін пажараў Канады і Prometheus.

Крыніцы даных

Якасць выніку залежыць ад уваходных даных:

• Гаручы матэрыял (ЗША): LANDFIRE — нацыянальная карта тыпаў гаручага матэрыялу і наглёбні кронаў ад Міністэрства ўнутраных спраў ЗША і Міністэрства сельскай гаспадаркі ЗША, з разрозненнем 30 м. Для ніжніх 48 штатаў выкарыстоўваецца найноўшае абнаўленне LANDFIRE, а папярэдні выпуск запаўняе прабелы. Аляска і Гаваі выкарыстоўваюць свае ўласныя выпускі LANDFIRE.
• Гаручы матэрыял (Канада): нацыянальная карта тыпаў гаручага матэрыялу Natural Resources Canada (2024), з разрозненнем 30 м: ель, сасна, асіна, змешаны лес, трава і зямля, якая не гарыць.
• Рэльеф: Вышыня Scribble Maps, з лідарных даных USGS 1 м на большай частцы ЗША і 30 м у іншых месцах.
• Вецер: у ЗША камплект пачынае з гадзіннага прагнозу Нацыянальнай метэаслужбы для вашага раёна; у іншых месцах — з пастаяннага заходняга ветру 20 км/гадз. Вы можаце змяніць яго, каб праверыць любы вецер.

На карце справаздачы паказваюцца пакрыццё даных аб гаручым матэрыяле і ўзровень даверу для вашага раёна. Абедзве карты паказваюць гаручы матэрыял такім, якім ён быў на момант стварэння (LANDFIRE 2024 і 2025, канадская карта 2024). Пажар, высечка, апрацоўка гаручага матэрыялу або новыя дамы пасля гэтага ў іх не ўлічаны.

Праверка мадэлі

Бягучыя праверкі:

• Разлікі паводзін агню параўноўваюцца з незалежнай рэалізацыяй тых жа мадэляў з адкрытым зыходным кодам (Pyretechnics). На роўнай мясцовасці хуткасць распаўсюджвання, інтэнсіўнасць агню і яго форма супадаюць у межах 0,5%. Пры адначасовым уздзеянні ветру і ўхілу яны супадаюць у межах 10%, бо два інструменты спалучаюць вецер і ўхіл крыху па-рознаму, і абодва спосабы выкарыстоўваюцца на практыцы.
• Канадская мадэль правяраецца па апублікаваных табліцах Індэкса пажарнага надвор'я (Initial Spread Index), а распаўсюджванне, перахад у верхавы пажар і спальванне гаручага матэрыялу для кожнага тыпу — па апублікаваных раўнаннях FBP.
• Вядомыя формы: без ветру на роўнай мясцовасці агонь расце як круг, а з ветрам — як эліпс, які прадказваюць мадэлі.
• Абмежаванні мадэлі: мокры гаручы матэрыял не гарыць, дарогі, вада і камяні спыняюць агонь (нават пры перасячэнні па дыяганалі), і агонь ніколі не гарыць даўжэй за ўстаноўлены вамі час.
• Рэальныя даныя пра гаручы матэрыял: калі мы загружаем новы выпуск LANDFIRE, мы правяраем яго значэнні ў вядомых месцах (лес, хмызняк, трава, гарады), перш чым камплект пачне яго выкарыстоўваць.

Праверкі мадэлі ўваходзяць у нашы аўтаматызаваныя тэсты.

Праверка на запісаных лясных пажарах

Мы прайгравалі рэальныя лясныя пажары па 12 гадзін. Кожны тэст пачынаецца з рэальнай мяжы пажару, нанесенай па спадарожнікавых даных NASA. Камплект працуе 12 гадзін з ветрам і вільготнасцю, вымеранымі ў бліжэйшым аэрапорце, і параўноўвае, куды распаўсюдзіўся агонь у камплекце, з тым, куды распаўсюдзіўся рэальны пажар. Камплект выкарыстоўваў тыя ж карты рэльефу і гаручага матэрыялу, што і вы атрымліваеце, зробленыя да кожнага пажару.

• Пажары 2026 года (бягучыя карты): 96 дванаццацігадзінных перыядаў 80 лясных пажараў, 60 у ЗША і 36 у Канада.
• Пажары 2018–2021 гадоў (LANDFIRE 2016, карта, зробленая да іх): 117 перыядаў 104 лясных пажараў у ЗША.

Хуткасць распаўсюджвання. У ЗША тэмп камплекта быў блізкі да рэальных пажараў. У сярэднім ён спальваў тую ж плошчу за прыблізна той жа час: у 1,1 раза ад рэальнай хуткасці ў 2026 годзе, у 1,0 раза ў 2018–2021 гадах. Каля 6 з 10 перыядаў былі ў межах фактара 2. Ён працаваў крыху павольна ў дрэвастоі і крыху хутка ў траве і хмызняку, а таксама занадта хутка ўначы, калі рэальныя пажары суцішваюцца. У Канада камплект працаваў прыкладна ў 3 разы хутчэй за рэальныя пажары. Ён захоўвае паслярэшаняе пажарнае надвор'е для кожнай гадзіны, але рэальныя канадскія пажары моцна гараць толькі некалькі гадзін у суткі. Чытайце канадскі час як гадзіны актыўнага паслярэшанага гарэння.

Кірунак распаўсюджвання. Мы параўналі форму агню ў камплекце з агнём, які расце на тую ж велічыню раўнамерна ва ўсіх напрамках. Пры моцным ветры, больш за каля 18 км/гадз, камплект быў бліжэйшы да рэальнай формы ў большасці перыядаў. Пры слабым ветры ён справіўся прыкладна гэтак жа, як раўнамерны рост, бо кірунак тады залежыць ад невялікіх зменаў ветру, рэльефу і паводзін агню, якія пастаянны вецер не можа ўлавіць. У цэлым камплект быў бліжэй, чым раўнамерны рост, прыкладна ў палове перыядаў у ЗША і ў 7 з 10 канадскіх перыядаў.

Інтэрпрэтацыя гэтых вынікаў. Выкарыстаць камплект варта, каб параўноўваць месцы і сцэнарыі і бачыць, як далёка агонь можа прайсці за некалькі гадзін пры пастаянных умовах. Не выкарыстоўвайце яго, каб дакладна прадказаць, дзе будзе рэальны пажар.

Запланаваныя праверкі:

• Параўнанне з FlamMap: тыя ж ландшафты, прагнаныя праз FlamMap — інструмент Лясной службы ЗША, каб паказаць, наколькі блізкія нашы вынікі.
• Рэгрэсійныя праверкі: змены мадэлі выпускаюцца толькі калі яны не зніжаюць гэтыя паказчыкі.

Мы будзем абнаўляць гэту старонку па меры публікацыі кожнага эталоннага тэсту.

Абмежаванні сімуляцыі

Рэальныя пажары могуць быць хутчэйшымі і большымі за сімуляцыю. Яна не мадэлюе:

• Іскры. Вецер можа несці гарачыя іскры далёка наперадзе пажару і запальваць новыя ачагі. Так гараць многія дамы. Камплект спыняе агонь на дарогах, вадзе і кварталах гарадоў, праз якія рэальны агонь можа пераскочыць.
• Дамы як гаручы матэрыял. LANDFIRE пазначае большасць забудаваных тэрыторый як зямлю, якая не гарыць, таму агонь спыняецца на ўскрайку горада. Рэальныя пажары могуць распаўсюджвацца з дома на дом.
• Змены надвор'я. Вецер і сухасць гаручага матэрыялу застаюцца аднолькавымі на працягу ўсяго запуску. Рэальныя пажары мяняюцца ў залежнасці ад часу сутак, зменаў ветру і франтоў.
• Тушэнне пажараў. Брыгады, авіяцыя і супрацьпажарныя паласы не мадэлююцца.
• Агонь, які стварае сваё надвор'е. Вельмі вялікія пажары могуць ствараць уласныя вятры.

Як чытаць вынік

• Параўноўвайце сцэнарыі. Выкарыстаць яго можна, каб параўноўваць сцэнарыі: які пачатак пажару горшы, наколькі важны больш сухі дзень, па якіх схілах і каньёнах агонь ідзе хутчэй за ўсё.
• Правярайце радок даверу. Давярайце выніку больш, калі на карце сказана, што даныя пра гаручы матэрыял пакрываюць раён з высокім даверам.
• Разглядайце час як арыенцір. «Згарае да 6-й гадзіны» азначае «пры гэтых пастаянных умовах». Моцны вецер і сухі гаручы матэрыял робяць рэальныя пажары хутчэйшымі.
• Улічвайце распаўсюджванне іскраў каля дамоў. Дзе агонь даходзіць да краю мікрараёна, лічыце, што іскры могуць перанесці яго далей.

Гл. таксама

• Fire - Сімуляцыя распаўсюджвання прыроднага пажару: як карыстацца камплектам.