Колко точен е комплектът Fire?

Тази статия обяснява моделите, данните, резултатите от валидирането и ограниченията на комплекта Fire. Използвай тази информация, за да тълкуваш резултата от симулацията.

Бележка: Комплектът Fire е инструмент за планиране, който служи за сравняване на места и сценарии, например разпространение по различни склонове, запалване край електропровод или промени във вятъра и сухотата на горивото. Той не е прогноза за реален пожар. Никога не го използвайте, за да решавате дали да се евакуирате. При активен пожар следвайте указанията на местните аварийни служби.

Модели на поведението на пожара

Комплектът използва стандартната наука за поведението на пожарите, която ползват американските организации за управление на земите:

• Приземен пожар: моделът за разпространение на Rothermel (1972, с актуализацията на Albini от 1976 г.), с 40-те модела на горива на Scott и Burgan и първоначалните 13.
• Върхов пожар: моделът на Van Wagner за случаите, когато пожарът се изкачва по дърветата, моделът на Rothermel от 1991 г. за скоростта на върховия пожар и методът на Finney за пожари, които са само частично в короните.
• В Канада: Канадската система за прогнозиране на поведението на горските пожари (FBP) (Forestry Canada 1992, актуализирана от Wotton и колеги през 2009 г.), собствен модел на Канада, изграден върху експериментални пожари в канадските гори. Той работи с кодовете за пожарно време, които канадските агенции използват всеки ден.
• Разпространение по картата: метод на минималното време за придвижване, същата идея, която използва FlamMap на Горската служба на САЩ. Пожарът поема най-бързия път през всяка клетка, първо нагоре по склона и по посока на вятъра.

В САЩ това са моделите зад FARSITE, FlamMap и BehavePlus, американските инструменти за планиране при пожари; в Канада системата FBP е моделът зад националните карти на поведението на пожарите в Канада и Prometheus.

Източници на данни

Качеството на резултата зависи от входните данни:

• Горива (САЩ): LANDFIRE, националната карта на видовете горива и дървесния склоп от Министерството на вътрешните работи и Министерството на земеделието на САЩ, с разделителна способност 30 m. Долните 48 щата използват най-новата актуализация на LANDFIRE, като предишното издание запълва евентуалните празнини. Аляска и Хаваи използват собствените си издания на LANDFIRE.
• Горива (Канада): националната карта на видовете горива на Natural Resources Canada (2024), с разделителна способност 30 m: смърч, бор, трепетлика, смесена гора, трева и земя, която не гори.
• Терен: Височини на Scribble Maps, от лидарни данни на USGS с разделителна способност 1 m за по-голямата част от САЩ и 30 m на други места.
• Вятър: в САЩ комплектът тръгва от почасовата прогноза на Националната метеорологична служба за вашия район; на други места – от постоянен западен вятър със скорост 20 km/h. Можете да го промените, за да изпробвате всякакъв вятър.

Отчетът показва покритието на данните за горивата и степента на увереност за вашия район. И двете карти показват горивата такива, каквито са били при създаването им (LANDFIRE 2024 и 2025, канадската карта 2024). Пожар, сеч, обработка на горивата или нови къщи след това време не са отразени в тях.

Валидиране на модела

Текущи проверки за валидиране:

• Изчисленията на поведението на пожара се сверяват с независима реализация с отворен код на същите модели (Pyretechnics). На равен терен скоростта на разпространение, интензивността на пожара и формата му съвпадат с точност до 0,5%. При едновременно действие на вятър и наклон те съвпадат с точност до 10%, защото двата инструмента комбинират вятъра и наклона по малко по-различен начин, като и двата се използват на практика.
• Канадският модел се сверява с публикуваните таблици на индекса на пожарното време (Initial Spread Index), а разпространението, върховото горене и изгарянето на гориво за всеки вид гориво – с публикуваните уравнения на FBP.
• Известни форми: без вятър на равен терен пожарът расте като кръг, а с вятър – като елипсата, която моделите предвиждат.
• Ограничения на модела: мокро гориво не гори, пътищата, водата и скалите спират пожара (дори при пресичане по диагонал), а пожарът никога не гори извън зададеното от вас време.
• Реални данни за горивата: когато заредим ново издание на LANDFIRE, проверяваме стойностите му на известни места (гора, храсти, трева, градове), преди комплектът да го използва.

Проверките на модела са част от нашите автоматизирани тестове.

Валидиране спрямо записани горски пожари

Възпроизведохме реални горски пожари на 12-часови интервали. Всеки тест започва от реалния ръб на пожара, очертан по сателитни данни на NASA. Комплектът се пуска за 12 часа с вятъра и влажността, измерени на най-близкото летище, и се сравнява къде се е разпространил пожарът в комплекта и къде – реалният пожар. Комплектът използва същите карти на терена и горивата, които получавате и вие, създадени преди всеки пожар.

• Пожари от 2026 г. (текущи карти): 96 дванадесетчасови периода на 80 горски пожара, 60 в САЩ и 36 в Канада.
• Пожари от 2018 до 2021 г. (LANDFIRE 2016, картата, създадена преди тях): 117 периода на 104 горски пожара в САЩ.

Скорост на разпространение. В САЩ темпото на комплекта беше близко до реалните пожари. Средно му отнемаше приблизително същото време да изгори същата площ: 1,1 пъти реалната скорост през 2026 г., 1,0 пъти през 2018 до 2021 г. Около 6 от 10 периода бяха в рамките на коефициент 2. Комплектът беше малко бавен в дървесни масиви и малко бърз при трева и храсти, както и твърде бърз нощем, когато реалните пожари затихват. В Канада комплектът работеше около 3 пъти по-бързо от реалните пожари. Той запазва следобедното пожарно време за всеки час, но реалните канадски пожари горят силно само няколко часа на ден. Четете канадските времена като часове на активно следобедно горене.

Посока на разпространение. Сравнихме формата на пожара в комплекта с пожар, който расте със същата площ равномерно във всички посоки. При силен вятър, над около 18 km/h, комплектът беше по-близо до реалната форма в повечето периоди. При слаб вятър се справи приблизително колкото равномерния растеж, защото посоката тогава зависи от малки промени във вятъра, терена и поведението на пожара, които постоянният вятър не може да отрази. Като цяло комплектът беше по-близо от равномерния растеж в около половината от периодите в САЩ и в 7 от 10 канадски периода.

Тълкуване на тези резултати. Използвай комплекта, за да сравняваш места и сценарии и да видиш докъде би могъл да стигне пожар за няколко часа при постоянни условия. Не го използвай, за да предвиждаш точно къде ще бъде реален пожар.

Планирани проверки за валидиране:

• Сравнение с FlamMap: същите ландшафти, пуснати през FlamMap, инструмента на Горската служба на САЩ, за да се покаже колко близки са резултатите ни.
• Регресионни проверки: промените в модела се пускат само ако не намаляват тези оценки.

Ще актуализираме тази страница, когато бъде публикуван всеки еталонен тест.

Ограничения на симулацията

Реалните пожари могат да бъдат по-бързи и по-големи от симулацията. Тя не моделира:

• Горящи частици. Вятърът може да пренесе горящи частици далеч пред пожара и да запали нови огнища. Така изгарят много къщи. Комплектът спира пожара при пътища, вода и градски квартали, които реален пожар може да прескочи.
• Къщите като гориво. LANDFIRE картографира повечето застроени райони като земя, която не гори, затова пожарът спира на края на града. Реалните пожари могат да се разпространяват от къща на къща.
• Променящото се време. Вятърът и сухотата на горивото остават същите през цялото изпълнение. Реалните пожари се променят с часа от денонощието, промените във вятъра и фронтовете.
• Гасенето. Екипите, самолетите и противопожарните ивици не се моделират.
• Пожар, създаващ собствено време. Много големи пожари могат да създават собствени ветрове.

Как да четете резултата

• Сравнявайте сценарии. Използвай го, за да сравняваш сценарии: кое запалване е по-лошо, колко значение има по-сухият ден, кои склонове и каньони пренасят огъня най-бързо.
• Проверете реда за увереност. Доверявайте се повече на резултата, когато картата показва, че данните за горивата покриват района с висока увереност.
• Приемайте времената като ориентир. „Изгаря до 6-ия час“ означава „при тези постоянни условия“. Силният вятър и сухото гориво правят реалните пожари по-бързи.
• Имайте предвид разпространението с горящи частици край къщи. Там, където пожарът стига до края на квартал, приемайте, че горящи частици могат да го отнесат по-нататък.

Вижте също

• Fire - Симулация на разпространение на горски пожар: как се използва комплектът.