
Въпреки че хората "опитомяват" огъня преди хиляди години, физиката на горските пожари остава загадъчна.
Робърт Кремънс (Robert Kremens), физик и обучен пожарникар, активно изучава горските пожари. През юли 2015 г., когато мълния запалва мащабен пожар в "Националната гора Сиера" в Калифорния, Кремънс пътува от Ню Йорк, за да наблюдава пожара в реално време. Той и екипът му създават импровизирани лаборатории, оборудвани с камери и сензори, за да събират данни за топлопредаването и процесите на горене. Данните са използвани от лабораторията за горски пожари в Мисула, Монтана, за да се изследват свойствата на огъня.
Непредсказуемостта на огъня
Изследователите се сблъскват с множество неизвестни, като как огънят се разпространява, колко енергия отделя или как се запалват различни материали. Например, въпреки че мъртвите клони горят лесно заради липсата на влага, учените не разбират защо свежите иглички на дърветата също се възпламеняват бързо и подпомагат най-разрушителните пожари.
Контролът на пожарите включва технически опит в пожарогасенето и предписаното изгаряне, както и разбиране на пожарната екология. Кредит: Colton Gale; Wikimedia Commons
Контролирани пожари
Кремънс започва работа по темата през 2000 г., като разработва евтини и устойчиви инструменти за измерване на топлинната енергия на пожарите. Той участва и в планирани "контролирани пожари", които служат за изгаряне на гориво като сухи клони и листа. Това помага за намаляване на риска от големи неконтролируеми пожари.
Въпреки опита си, Кремънс признава, че винаги изпитва страх при работа с огъня. Но контролираното изгаряне е необходимо, защото спирането на всички пожари води до натрупване на гориво, което при определени условия може да доведе до огромни и опасни пожари.
Лабораторни изследвания
В лабораторията в Мисула изследователите анализират горенето чрез експерименти в контролирана среда – вятърни тунели и камери за изгаряне. Те откриват, че освен радиацията (излъчването на топлина), конвекцията (движението на горещи газове) играе ключова роля за разпространението на пожара. Визуализации с високоскоростни камери разкриват сложни вихри, които обясняват как огънят достига високи температури и бързо се разпространява.
Физикът Робърт Кременс (вляво) помага за настройването и наблюдението на контролирани пожари, за да се отстранят запалими материали, които биха могли да доведат до по-голям неконтролиран пожар. Понякога бреговата охрана на САЩ използва огън, за да премахне малки нефтени разливи (вдясно). (Вляво: Робърт Кременс; вдясно: Бреговата охрана на САЩ)
Основите на горенето
Според учените, горенето включва три ключови компонента:
1. Химична реакция между горивото и кислорода.
2. Пренос на енергия чрез излъчване и конвекция.
3. Запалване на ново гориво, подложено на топлинното въздействие.
Предизвикателства и надежда
Изследванията върху горските пожари са в начален етап, а липсата на единна теория и методология затруднява напредъка. Международното сътрудничество също е ограничено, защото учените работят с различни подходи.
Въпреки това, Кремънс и неговите колеги са оптимисти. Те вярват, че чрез задаване на фундаменталните въпроси и с обединяване на усилията ще могат да разберат сложните механизми на огъня. Това би позволило по-ефективно управление на пожарите и по-добра защита на хората и природата.
Справка: Role of buoyant flame dynamics in wildfire spread;
Mark A. Finney, Jack D. Cohen, Jason M. Forthofer, +6, and Justin D. English; PNAS July 16, 2015; 112 (32) 9833-9838; https://doi.org/10.1073/pnas.1504498112
Източник: Fighting fire with fire, physicsworld
Още по темата

Земята
Сезонът на горските пожари в Калифорния би трябвало да е приключил. Защо гори Лос Анджелис през зимата?

Земята
Как да се борим с големите пожари? С малки стратегически контролирани пожари

Земята
Огненият цикъл в Австралия: пожари - облаци - мълнии - пожари (видео)

Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари