Jak dokładny jest zestaw Fire?

Ludzie podejmują realne decyzje dotyczące pożarów lasów, dlatego warto wiedzieć, w jakim stopniu można ufać wynikom z zestawu Fire. Ta strona wyjaśnia, na czym opiera się symulacja, jak ją testujemy, czego nie uwzględnia oraz jak bezpiecznie interpretować wyniki.

W skrócie: zestaw Fire to narzędzie planistyczne. Doskonale nadaje się do porównywania miejsc, scenariuszy i opcji: które zbocza płoną najszybciej, dokąd rozprzestrzeniłby się pożar od linii energetycznej, o ile gorszy jest bardzo suchy, wietrzny dzień. Nie jest to prognoza rzeczywistego pożaru. Nigdy nie używaj go do podejmowania decyzji o ewakuacji. W przypadku aktywnego pożaru postępuj zgodnie z zaleceniami lokalnych służb ratowniczych.

Na czym się opiera

Zestaw korzysta ze standardowych modeli naukowych dotyczących zachowania ognia, używanych przez zarządców gruntów w USA:

• Pożar powierzchniowy: model rozprzestrzeniania się Rothermela (1972, z aktualizacją Albiniego z 1976 r.), z 40 modelami paliwowymi Scotta i Burgana oraz oryginalnymi 13.
• Pożar wierzchołkowy: model Van Wagnera określający, kiedy pożar przedostaje się w korony drzew, model Rothermela z 1991 r. dotyczący prędkości rozprzestrzeniania się pożaru wierzchołkowego oraz metoda Finneya dla pożarów częściowo obejmujących korony drzew.
• W Kanadzie: Canadian Forest Fire Behaviour Prediction (FBP) System (Forestry Canada 1992, zaktualizowany przez Wottona i innych w 2009 r.) – własny model Kanady, opracowany na podstawie eksperymentalnych pożarów w kanadyjskich lasach. Działa w oparciu o kody pogodowe zagrożenia pożarowego używane codziennie przez kanadyjskie agencje.
• Rozprzestrzenianie się na mapie: metoda minimalnego czasu przejścia, ta sama idea, którą wykorzystuje FlamMap opracowany przez US Forest Service. Ogień wybiera najszybszą drogę przez każdą komórkę, w pierwszej kolejności pod górę i z wiatrem.

W USA są to modele leżące u podstaw narzędzi FARSITE, FlamMap i BehavePlus, wykorzystywanych do planowania ochrony przeciwpożarowej; w Kanadzie system FBP jest modelem stanowiącym podstawę krajowych map zachowania ognia oraz programu Prometheus.

Dane źródłowe

To, jak dobry jest wynik, zależy przede wszystkim od danych:

• Paliwa palne (USA): LANDFIRE, krajowa mapa typów paliwa i koron drzew opracowana przez Departament Zasobów Wewnętrznych USA oraz Departament Rolnictwa USA, w rozdzielczości 30 m. Dla 48 sąsiadujących stanów używana jest najnowsza aktualizacja LANDFIRE, a ewentualne luki uzupełniane są poprzednim wydaniem. Alaska i Hawaje korzystają z własnych wydań LANDFIRE.
• Paliwa palne (Kanada): krajowa mapa typów paliwa Natural Resources Canada (2024) w rozdzielczości 30 m: świerk, sosna, osika, las mieszany, trawa oraz tereny niepalne.
• Teren: dane wysokościowe Scribble Maps, pochodzące z lidar USGS o rozdzielczości 1 m na większości obszaru USA oraz 30 m w innych miejscach.
• Wiatr: w USA zestaw rozpoczyna pracę od godzinowej prognozy National Weather Service dla Twojego obszaru; w innych miejscach od stałego wiatru zachodniego o prędkości 20 km/h. Możesz go zmienić, aby przetestować dowolny wiatr.

Karta raportu informuje, które dane o paliwach palnych pokryły dany obszar i z jakim poziomem pewności. Obie mapy pokazują stan paliw z okresu ich tworzenia (LANDFIRE 2024 i 2025, mapa kanadyjska 2024). Pożary, wycinki, zabiegi agrotechniczne czy nowe domy powstałe od tamtego czasu nie są na nich uwzględnione.

Jak to weryfikujemy

Co testujemy obecnie:

• Matematyka zachowania ognia jest weryfikowana pod kątem zgodności z niezależną implementacją open-source tych samych modeli (Pyretechnics). Na płaskim terenie prędkość rozprzestrzeniania się, intensywność pożaru i jego kształt pokrywają się w granicach 0,5%. Przy jednoczesnym uwzględnieniu wiatru i nachylenia terenu zgodność wynosi do 10%, ponieważ oba narzędzia łączą wiatr i nachylenie w nieco inny sposób, z których oba są stosowane w praktyce.
• Model kanadyjski jest weryfikowany pod kątem zgodności z opublikowanymi tabelami Fire Weather Index (Initial Spread Index), a rozprzestrzenianie się, przechodzenie w pożar wierzchołkowy i zużycie paliwa dla każdego typu paliwa są sprawdzane z opublikowanymi równaniami FBP.
• Znane kształty: przy braku wiatru na płaskim terenie pożar rozprzestrzenia się kolisto, a przy wietrze przybiera kształt elipsy przewidywany przez modele.
• Sytuacje, które nigdy nie mogą się wydarzyć: wilgotne paliwo się nie pali, drogi, woda i skały zatrzymują ogień (nawet przy próbie przekroczenia ich po przekątnej), a pożar nigdy nie trwa dłużej niż ustawiony czas.
• Rzeczywiste dane o paliwach: przy wczytywaniu nowego wydania LANDFIRE sprawdzamy jego wartości w znanych miejscach (las, krzewy, trawa, miasta), zanim zestaw zacznie z nich korzystać.

Weryfikacje modeli są częścią naszych testów automatycznych.

Co dodajemy (testy porównawcze):

• Historyczne pożary: ponownie uruchamiamy symulacje rzeczywistych pożarów w USA i Kanadzie z uwzględnieniem stanu paliw i pogody sprzed każdego pożaru, a następnie porównujemy symulowany obszar spalonej powierzchni z rzeczywistymi granicami pożarów (krajowe międzyagencyjne rejestry pożarów w USA oraz National Burned Area Composite w Kanadzie). Każdy wynik jest porównywany ze zwykłym okręgiem o tej samej powierzchni wokół punktu startowego, co pokazuje, o ile model jest lepszy od zwykłego zgadywania. Opublikujemy te wyniki na tej stronie w podziale na typy paliwa i regiony.
• Porównanie z FlamMap: te same krajobrazy są uruchamiane w FlamMap, narzędziu US Forest Service, aby pokazać, jak bliskie są nasze wyniki.
• Brak regresu: gdy te wyniki będą już dostępne, żadna zmiana w modelu nie zostanie wdrożona, jeśli miałaby je pogorszyć.

Będziemy aktualizować tę stronę w miarę publikowania kolejnych testów porównawczych.

Czego nie uwzględnia

Rzeczywiste pożary mogą być szybsze i większe niż symulacja. Model nie uwzględnia:

• Zarzewia ognia: wiatr może przenosić płonące zarzewia daleko przed czoło pożaru i wzniecać nowe, punktowe ogniska. W ten sposób płonie wiele domów. Zestaw zatrzymuje pożar na drogach, wodzie i kwartałach miejskich, które rzeczywisty pożar mógłby przeskoczyć.
• Domy jako paliwo: LANDFIRE klasyfikuje większość obszarów zabudowanych jako tereny niepalne, więc pożar zatrzymuje się na granicy miasta. Rzeczywiste pożary mogą rozprzestrzeniać się z domu na dom.
• Zmienna pogoda: wiatr i suchość paliwa pozostają niezmienne przez cały czas trwania symulacji. Rzeczywiste pożary zmieniają się wraz z porą dnia, zmianami kierunku wiatru i przechodzeniem frontów.
• Działania gaśnicze: ekipy strażackie, samoloty i pasy przeciwpożarowe nie są modelowane.
• Pożary tworzące własną pogodę: bardzo duże pożary mogą generować własne wiatry.

Jak interpretować wyniki

• Porównuj, zamiast prognozować: używaj narzędzia do porównywania scenariuszy: które miejsce zapłonu jest groźniejsze, jakie znaczenie ma suchszy dzień, które zbocza i kaniony najszybciej przenoszą ogień.
• Zwracaj uwagę na poziom pewności: ufasz wynikom bardziej, gdy karta raportu wskazuje, że dane o paliwach pokrywają obszar z wysokim poziomem pewności.
• Traktuj czasy orientacyjnie: komunikat „płonie w 6. godzinie” oznacza „w tych stabilnych warunkach”. Silny wiatr i suche paliwo sprawiają, że rzeczywiste pożary rozprzestrzeniają się szybciej.
• Pamiętaj o zarzewiach ognia w pobliżu domów: tam, gdzie pożar dociera do granicy osiedla, należy założyć, że zarzewia mogą przenieść go dalej.

Dowiedz się więcej

• Fire - Wildfire Spread Simulation: jak korzystać z zestawu.