Насколько точен Fire kit?

Люди принимают реальные решения на основе данных о лесных пожарах, поэтому вам следует знать, насколько можно доверять результатам Fire kit. На этой странице объясняется, на чем строится симуляция, как мы ее тестируем, что она не учитывает и как правильно интерпретировать результаты.

Коротко говоря: Fire kit — это инструмент планирования. Он хорошо подходит для сравнения мест, сценариев и вариантов: какие склоны горят быстрее всего, куда пойдет огонь от линии электропередачи, насколько хуже будет ситуация в очень сухой и ветреный день. Это не прогноз реального пожара. Никогда не используйте его для принятия решения об эвакуации. При действующем пожаре следуйте указаниям местных служб экстренной помощи.

На чем он основан

Инструмент использует стандартные научные модели поведения пожаров, которые применяют землеустроители в США:

• Surface fire: модель распространения Ротермела (1972 г., с обновлением Альбини 1976 г.), с 40 моделями горючих материалов Скотта и Бургана и исходными 13 моделями.
• Crown fire: модель Ван Вагнера для перехода пожара в кроны деревьев, модель Ротермела 1991 года для скорости распространения верхового пожара и метод Финнея для пожаров, частично охватывающих полог леса.
• In Canada: канадская система прогнозирования поведения лесных пожаров Canadian Forest Fire Behaviour Prediction (FBP) System (Forestry Canada 1992, обновленная Воттоном и другими в 2009 году) — собственная модель Канады, созданная на основе экспериментаческих пожаров в канадских лесах. Она работает на основе кодов пожарной погоды, которые канадские ведомства используют каждый день.
• Spread across the map: метод минимального времени прохождения, та же идея, которая используется в FlamMap Лесной службы США. Пожар проходит по кратчайшему пути через каждую ячейку, в первую очередь вверх по склону и по ветру.

В США эти модели лежат в основе FARSITE, FlamMap и BehavePlus — американских инструментов для планирования противопожарных мероприятий; в Канаде система FBP является моделью, на которой базируются национальные карты поведения пожаров Канады и Prometheus.

Данные, лежащие в основе

Качество результата в наибольшей степени зависит от данных:

• Fuels (US): LANDFIRE, национальная карта типов горючих материалов и древесного полога от Министерства внутренних дел США и Министерства сельского хозяйства США с разрешением 30 м. Для смежных 48 штатов используется новейшее обновление LANDFIRE, а пробелы заполняются данными из предыдущего релиза. Аляска и Гавайи используют собственные релизы LANDFIRE.
• Fuels (Canada): национальная карта типов горючих материалов Министерства природных ресурсов Канады (2024 г.) с разрешением 30 м: ель, сосна, осина, смешанный лес, трава и негорючие земли.
• Terrain: высоты Scribble Maps на основе лидара USGS с разрешением 1 м для большей части США и 30 м для остальных территорий.
• Wind: в США инструмент начинает работу на основе почасового прогноза Национальной службы погоды для вашего района; в других местах — на основе устойчивого западного ветра скоростью 20 км/ч. Вы можете изменить его, чтобы протестировать любой ветер.

В отчете указывается, какие данные о горючих материалах покрывают вашу территорию и какова степень уверенности в них. Обе карты показывают горючие материалы по состоянию на момент их создания (LANDFIRE 2024 и 2025 годов, канадская карта — 2024 года). Пожары, вырубка лесов, противопожарная обработка или новые дома, появившиеся с тех пор, на них не отражены.

Как мы это проверяем

Что мы тестируем сегодня:

• The fire behaviour math: проверяется на соответствие независимой реализации тех же моделей с открытым исходным кодом (Pyretechnics). На ровной местности скорость распространения, интенсивность пожара и его форма совпадают в пределах 0,5%. При совместном воздействии ветра и уклона они совпадают в пределах 10%, поскольку два этих инструмента объединяют ветер и уклон немного разными способами, каждый из которых применяется на практике.
• The Canadian model: проверяется по опубликованным таблицам Fire Weather Index (Initial Spread Index), а распространение, переход в крону и расход горючих материалов для каждого типа топлива — по опубликованным уравнениям FBP.
• Known shapes: при отсутствии ветра на плоской поверхности пожар разрастается в форме круга, а при ветре — принимает форму эллипса, предсказанную моделями.
• Things that must never happen: влажное топливо не горит; дороги, вода и скалы останавливают огонь (даже при пересечении их по диагонали); пожар никогда не горит дольше заданного вами времени.
• Real fuel data: когда мы загружаем новый релиз LANDFIRE, мы проверяем его значения в известных местах (лес, кустарник, трава, населенные пункты) перед тем, как инструмент начнет его использовать.

Проверки моделей являются частью наших автоматизированных тестов.

Что мы добавляем (контрольные показатели):

• Past fires: мы заново запускаем симуляцию реальных лесных пожаров в США и Канаде с использованием данных о горючих материалах и погоде, предшествовавших каждому пожару, и сравниваем смоделированную площадь выгорания с реальными периметрами пожаров (национальные межведомственные отчеты о пожарах США и канадский National Burned Area Composite). Каждый результат сравнивается с простым кругом той же площади вокруг точки начала, что показывает, насколько модель точнее случайной догадки. Мы опубликуем результаты на этой странице по типам горючих материалов и регионам.
• FlamMap comparison: те же ландшафты запускаются в FlamMap, инструменте Лесной службы США, чтобы показать, насколько близки наши результаты.
• No step back: как только эти оценки будут сформированы, изменения в модель будут вноситься только в том случае, если они не ухудшают эти показатели.

Мы будем обновлять эту страницу по мере публикации каждого контрольного показателя.

Что не учитывается

Реальные пожары могут распространяться быстрее и охватывать большую площадь, чем при симуляции. Она не моделирует:

• Embers: ветер может переносить горящие угли далеко вперед от фронта пожара и вызывать новые локальные очаги возгорания. Именно так сгорает большинство домов. Инструмент останавливает огонь перед дорогами, водой и городскими кварталами, которые реальный пожар может перешагнуть.
• Homes as fuel: LANDFIRE классифицирует большинство застроенных территорий как негорючие земли, поэтому огонь останавливается на границе города. Реальные пожары могут распространяться от дома к дому.
• Changing weather: ветер и сухость горючих материалов остаются неизменными на протяжении всего запуска. Реальные пожары меняются в зависимости от времени суток, изменения направления ветра и прохождения фронтов.
• Firefighting: работа пожарных расчетов, авиации и создание минерализованных полос не моделируются.
• Fire making its own weather: очень крупные пожары могут создавать собственные ветры.

Как интерпретировать результаты

• Compare, don't predict: используйте инструмент для сравнения сценариев: какой источник возгорания опаснее, насколько важна сухость погоды, по каким склонам и каньонам огонь распространяется быстрее всего.
• Look at the confidence line: доверяйте результату больше, если в карточке указано, что данные о горючих материалах покрывают территорию с высокой степенью достоверности (high confidence).
• Treat times as a guide: надпись "Burns by hour 6" означает "при данных стабильных условиях". Сильный ветер и сухие горючие материалы ускоряют реальные пожары.
• Think about embers near homes: если огонь достигает границы жилого района, следует исходить из того, что горящие угли могут перенести его дальше.

Узнать больше

• Fire - Wildfire Spread Simulation: как использовать инструмент.