Fire kit는 얼마나 정확한가요?

사람들은 산불에 대해 실제 결정을 내리므로, Fire kit 결과를 얼마나 신뢰해야 하는지 알아야 합니다. 이 페이지에서는 시뮬레이션이 무엇을 기반으로 구축되었는지, 어떻게 테스트하는지, 무엇이 제외되는지, 결과를 안전하게 해석하는 방법을 설명합니다.

요약하자면: Fire kit는 계획 도구입니다. 장소, 시나리오 및 옵션을 비교하는 데 유용합니다. 어떤 경사면이 가장 빨리 타는지, 송전선에서 발생한 화재가 어디로 번질지, 매우 건조하고 바람이 많이 부는 날이 얼마나 더 악화되는지 등을 비교할 수 있습니다. 이것은 실제 화재에 대한 예보가 아닙니다. 대피 여부를 결정하는 데 절대 사용하지 마십시오. 실제 화재가 발생한 경우 지역 비상 서비스의 안내를 따르십시오.

구축 기반

이 키트는 미국 토지 관리자가 사용하는 표준 화재 거동 과학을 사용합니다:

• 지표화: Rothermel의 확산 모델(1972년, Albini의 1976년 업데이트 포함), 40개의 Scott 및 Burgan 연료 모델 및 기존 13개 모델 사용.
• 수관화: 불이 나무 위로 올라갈 때에 대한 Van Wagner의 모델, 수관화가 얼마나 빨리 번지는지에 대한 Rothermel의 1991년 모델, 그리고 일부 수관에 걸쳐 있는 화재에 대한 Finney의 방법 사용.
• 캐나다의 경우: 캐나다 산림의 실험적 화재를 기반으로 구축된 캐나다 자체 모델인 Canadian Forest Fire Behaviour Prediction (FBP) System (Forestry Canada 1992, 2009년 Wotton 등에 의해 업데이트됨)을 사용합니다. 캐나다 기관들이 매일 사용하는 화재 기상 코드를 기반으로 작동합니다.
• 지도 전반으로의 확산: 미국 산림청(US Forest Service)의 FlamMap에서 사용하는 것과 동일한 개념인 최소 이동 시간(minimum travel time) 방법을 사용합니다. 화재는 오르막과 순풍 방향을 우선으로 하여 모든 셀을 통과하는 가장 빠른 경로를 택합니다.

미국에서 이 모델들은 화재 계획을 위한 미국 도구인 FARSITE, FlamMap 및 BehavePlus의 기반이 되며, 캐나다에서 FBP System은 캐나다 국가 화재 거동 지도 및 Prometheus의 기반이 되는 모델입니다.

기반 데이터

결과의 품질은 데이터에 가장 크게 좌우됩니다:

• 연료 (미국): 미국 내무부와 미국 농무부에서 제공하는 30m 해상도의 전국 연료 유형 및 수관 지도인 LANDFIRE를 사용합니다. 본토 48개 주에서는 최신 LANDFIRE 업데이트를 사용하며, 공백은 이전 릴리스로 보완합니다. 알래스카와 하와이는 자체 LANDFIRE 릴리스를 사용합니다.
• 연료 (캐나다): 캐나다 천연자원부(Natural Resources Canada)의 30m 해상도 전국 연료 유형 지도(2024년)를 사용합니다: 가문비나무, 소나무, 사시나무, 혼효림, 풀 및 타지 않는 토지.
• 지형: Scribble Maps 고도 데이터를 사용하며, 미국 대부분 지역은 USGS 1m lidar를, 그 외 지역은 30m 데이터를 기반으로 합니다.
• 바람: 미국에서는 해당 지역의 국립기상청(National Weather Service) 시간별 예보에서 시작하며, 그 외 지역에서는 20km/h의 일정한 서풍에서 시작합니다. 임의의 바람을 테스트하도록 변경할 수 있습니다.

리포트 카드에는 어떤 연료 데이터가 귀하의 영역을 얼마나 차지하고 있는지, 그리고 그 신뢰도가 얼마나 되는지 표시됩니다. 두 지도 모두 제작 당시의 연료 상태를 보여줍니다(LANDFIRE 2024 및 2025, 캐나다 지도는 2024년). 그 이후에 발생한 화재, 벌채, 연료 처리 또는 신축 주택은 반영되지 않습니다.

검증 방법

현재 테스트하는 항목:

• 화재 거동 수학 공식: 동일한 모델의 독립적인 오픈 소스 구현체(Pyretechnics)와 대조하여 검증합니다. 평지에서는 확산 속도, 화재 강도 및 모양이 0.5% 이내로 일치합니다. 바람과 경사가 함께 작용할 때는 두 도구가 바람과 경사를 결합하는 방식이 약간 다르기 때문에(두 방식 모두 실제 사용됨) 10% 이내로 일치합니다.
• 캐나다 모델: 게시된 Fire Weather Index 표(Initial Spread Index)와 대조하여 검증하며, 각 연료 유형의 확산, 수관화 및 연료 소비량은 게시된 FBP 방정식과 대조하여 검증합니다.
• 알려진 형태: 평지에서 바람이 없을 때는 화재가 원형으로 성장하고, 바람이 불 때는 모델이 예측하는 타원형으로 성장합니다.
• 절대 일어나서는 안 되는 현상: 젖은 연료는 타지 않고, 도로, 물, 바위는 화재를 차단하며(대각선으로 건너는 경우 포함), 화재는 설정한 시간을 초과하여 타지 않습니다.
• 실제 연료 데이터: 새로운 LANDFIRE 릴리스를 로드할 때, 키트가 이를 사용하기 전에 알려진 장소(산림, 관목, 풀, 마을)의 값을 확인합니다.

모델 검증은 자동화된 테스트의 일부입니다.

추가 예정 항목 (벤치마크):

• 과거 화재: 미국과 캐나다의 실제 산불을 각 화재 발생 전의 연료 및 기상 조건으로 재실행하고, 시뮬레이션된 연소 면적을 실제 화재 경계(미국 국가 부처 간 화재 기록 및 캐나다 National Burned Area Composite)와 비교합니다. 각 점수는 발화점 주변의 동일한 면적을 가진 단순한 원과 비교되므로, 모델이 단순한 추측보다 얼마나 더 나은지 보여줍니다. 연료 유형 및 지역별 점수를 이 페이지에 게시할 예정입니다.
• FlamMap 비교: 미국 산림청 도구인 FlamMap을 통해 동일한 지형을 실행하여 결과가 얼마나 유사한지 보여줍니다.
• 퇴보 없음: 이러한 점수가 확보되면, 모델 변경 사항은 점수를 악화시키지 않는 경우에만 배포됩니다.

각 벤치마크가 게시되는 대로 이 페이지를 업데이트할 예정입니다.

제외되는 항목

실제 화재는 시뮬레이션보다 더 빠르고 더 클 수 있습니다. 다음 항목은 모델링되지 않습니다:

• 불씨(비화): 바람은 타오르는 불씨를 화재 전방 멀리까지 날려 보내 새로운 국소 화재를 일으킬 수 있습니다. 이것이 많은 주택이 소실되는 방식입니다. 이 키트는 실제 화재가 뛰어넘을 수 있는 도로, 물, 마을 블록에서 화재를 멈춥니다.
• 연료로서의 주택: LANDFIRE는 대부분의 개발 지역을 타지 않는 토지로 매핑하므로 화재가 마을 가장자리에서 멈춥니다. 실제 화재는 집에서 집으로 번질 수 있습니다.
• 기상 변화: 전체 실행 동안 바람과 연료 건조도는 동일하게 유지됩니다. 실제 화재는 시간대, 풍향 변화 및 전선에 따라 변합니다.
• 소방 활동: 소방대원, 항공기 및 방화선은 모델링되지 않습니다.
• 화재로 인한 자체 기상 현상: 초대형 화재는 자체적인 바람을 만들어낼 수 있습니다.

결과 해석 방법

• 예측이 아닌 비교용으로 사용하십시오: 어떤 발화가 더 심각한지, 더 건조한 날이 얼마나 영향을 미치는지, 어떤 경사면과 협곡이 화재를 가장 빨리 전파하는지 등 시나리오를 비교하는 데 사용하십시오.
• 신뢰도 라인을 확인하십시오: 카드에 연료 데이터가 높은 신뢰도로 해당 영역을 커버한다고 표시될 때 결과를 더 신뢰하십시오.
• 시간은 참고용으로만 여기십시오: "6시간째에 연소"는 "이러한 일정한 조건 하에서"를 의미합니다. 강한 바람과 건조한 연료는 실제 화재를 더 빠르게 만킵니다.
• 주택 근처의 불씨를 고려하십시오: 화재가 주거지 가장자리에 도달하는 경우, 불씨가 화재를 더 멀리 퍼뜨릴 수 있다고 가정해야 합니다.

더 알아보기

• Fire - Wildfire Spread Simulation: 키트 사용 방법.