ДЖОРДЖТАУН, Калифорния. — Волны огня прокатились по лесу Сьерра—Невада, поднимая клубы дыма и оставляя после себя обугленную растительность - и все это под пристальным наблюдением сверхмощного беспилотника. Приборы по всему периметру захватили образцы опаленных частиц, выброшенных в воздух.
Предписанные ожоги, вековая практика, которая избавляет леса от небольших деревьев, кустарников и других материалов, которые могут вызвать лесные пожары, получают обновление в 21 веке.
С изменением климата, выжигающим землю и повышающим опасность лесных пожаров, ученые начинают использовать передовые технологии и компьютерное моделирование, чтобы сделать контролируемые, низкоинтенсивные ожоги более безопасными, более эффективными и менее разрушительными для близлежащих сообществ.
“Огонь сделал нас цивилизованными, но мы все еще не понимаем этого до конца”, - сказал Тирта Банерджи из Калифорнийского университета в Ирвине, наблюдая, как высокая куча сухих веток деревьев охвачена пламенем.
Какими бы полезными ни были предписанные ожоги для поддержания лесов, их сложно проводить — они дорогостоящие, трудоемкие и зависят от сужения окон благоприятной погоды. И даже хорошо спланированные пожары могут обернуться катастрофой, как, например, пожар, начатый лесной службой Соединенных Штатов весной этого года, был преобразован порывистым ветром в крупнейший лесной пожар в Нью-Мексико за всю историю наблюдений.
Ученые считают, что мы можем добиться большего. Несколько групп недавно собрались на исследовательской станции Блоджетт Форест к северо-востоку от Сакраменто, в районе, где растут высокие сосны пондероза, пихта Дугласа и кедр ладан. Запланированный пожар в Блоджетте был ценной возможностью для сбора данных в полевых условиях, и исследователи упаковали вагоны с оборудованием, включая камеры GoPro, датчики, установленные на дронах, для отображения местности в мельчайших деталях, звуковой анемометр для измерения ветра и различные машины, которые собирали частицы, находящиеся в воздухе.
По словам Роберта Йорка, лесного эколога из Калифорнийского университета в Беркли, в то время как исследователи уже давно используют передовые методы для изучения поведения лесных пожаров, все меньше изучали вопросы, характерные для предписанных пожаров, например, следует ли заранее убирать мусор с помощью цепных пил и бульдозеров.
Упреждающее прореживание может привести к тому, что во время пожара ветер будет дуть сильнее, что приведет к более горячему пламени и затруднит контроль над огнем. Но это также может помочь пожару поглотить больше оставшегося корма, создавая более длительный буфер против лесных пожаров.
“Что касается предписанного огня, я думаю, что это действительно все, что нужно исследовать”, - сказал доктор Банерджи.
Когда Прометей украл огонь у богов и дал его людям, он, вероятно, не представлял, насколько сложно будет орудовать на планете, нагреваемой за счет сжигания ископаемого топлива.
Глобальное потепление привело к увеличению чрезвычайно жарких и сухих условий, которые могут превратить лесные пожары в смертельные катастрофы. Такие свирепые пожары, как прошлогодний пожар в Дикси, который охватил почти миллион акров Северной Калифорнии, не были частью картины для ученых полвека назад, когда Лесная служба и другие агентства впервые разработали свои математические модели для прогнозирования распространения лесных пожаров.
Ученые были “просто полностью застигнуты врасплох тем, как быстро все меняется”, - сказал Джеймс Т. Рандерсон, ученый-землянин из Калифорнийского университета в Ирвине.
На этой неделе бригады по всей Калифорнии боролись с волной новых пожаров на фоне жары, которая побила температурные рекорды в Сакраменто и других городах.
Лесная служба признала, что ее методы не справляются с потеплением планеты. Расследование агентства злополучного пожара этой весной в Нью-Мексико показало, что, несмотря на то, что пожар был должным образом спланирован, возникший в результате пожар оказался более опасным и быстро распространяющимся, чем ожидалось.
Чтобы помочь землевладельцам научиться сжигать в условиях все более нестабильных ландшафтов, Дж. Кевин Хайерс, специалист по пожарным из Геологической службы США и исследовательской станции Tall Timbers в Таллахасси, штат Флорида, потратил годы, работая с другими исследователями над противопожарным эквивалентом авиасимулятора — обучающей системой, похожей на видеоигруэто был бы “опыт типа Minecraft для сжигания боссов”, как называет это мистер Хайерс.
По его словам, важно улучшить моделирование пожара, но так же важно превратить эти знания в простые в использовании инструменты для пожарных бригад. “Мы должны быть в состоянии представить в учебной среде, что огонь должен или может сделать очень сложным способом, задолго до того, как мы зажжем спичку”.
Для ученых, которые отправились в лес Блоджетт, первые два дня на месте были потрачены на установку оборудования и тщательное обследование ландшафта, прежде чем он был охвачен пламенем, что было бы невозможно, если бы они пытались изучать лесной пожар.
Доктор Банерджи и его команда аспирантов и докторантов неоднократно летали на своем беспилотнике над районом, нанося его на карту с помощью лидара, технологии для получения подробных трехмерных изображений; тепловизионная камера; и мультиспектральная камера, которая показывала им, насколько сухой был кустарник. Сравнивая изображения до, во время и после пожара, команда доктора Банерджи смогла точно определить, как огонь изменил лесную подстилку.
По вечерам команда доктора Банерджи сжигала небольшие кучи валежника и снимала на камеру GoPro мерцающие языки пламени и тлеющие угли, взлетающие в воздух. Отснятый материал поможет команде изучить, как перемещаются тлеющие угли, что может показать, как пожары выходят из-под контроля.
На другом участке леса доктор Рандерсон и Одри Одуор, кандидат наук в Ирвине, складывали ветки и сосновые иголки в пакеты на молнии, как будто собирали улики с места преступления. Они планировали сжечь материал обратно в своей лаборатории, чтобы проанализировать химический состав образующихся выбросов. Они также привезли в Блоджетт инструменты для сбора образцов дыма. Когда-нибудь, сказала г-жа Одуор, такие методы могут помочь оценить, насколько эффективно предписанный огонь сжигал топливо, от которого он должен был избавиться.
Доктор Йорк, который большую часть года работает в Блоджетт, провел исследователей по участку леса, который, по его словам, не горел уже три года. Сжигание сейчас помогло бы сохранить участок в здоровом, естественном состоянии, даже если все планирование, координация и усилия, затраченные на это, были какими угодно, но не естественными.
Утро, когда горел лес, было солнечным и жарким. Исследователи надели огнестойкие рубашки и каски, и доктор Йорк, как руководитель по сжиганию, повел группу на возвышенность. Он опустил свою горелку, и тонкая струйка топлива вытекла и поймала пламя на фитиле горелки. Из мертвой коричневой земли вырвалась струйка огня. Пожар начался.
Доктор Йорк и небольшая опытная команда шли перпендикулярно склону леса, используя свои факелы, чтобы нарисовать линии пламени, которые горели в гору. Пейзаж быстро преобразился. Высокие деревья отбрасывают прозрачные, драматические тени на завесу беловато-серого дыма. Густая дымка рассеяла солнечный свет, окутав лес глубоким оранжевым сиянием. Треск горящих кустов смешивался с низким механическим воем беспилотника над головой.
Какое-то время пламя было мягким, почти нежным; растительность была слишком влажной, чтобы гореть очень сильно. Но по мере того, как день становился теплее, пожары начали чернеть на склонах холмов быстрыми темпами. Ученые осторожно наблюдали за происходящим, пока их машины собирали данные.
К вечеру доктор Йорк и его команда сожгли около 13 акров, и он присел передохнуть. Его лицо было скользким от пота и грязи. Лес тлел вокруг него.
Доктор Рандерсон воспользовался моментом, чтобы восхититься жестокой необузданной силой огня, который они изучали — естественный, но в то же время неестественный способ защиты земли. “Чем старше я становлюсь, - сказал он, - тем больше я ценю, насколько наука похожа на искусство”.
источник-
Подробнее ➤
Я инвалид 2 группы с выраженными расстройствами функций организма, сопровождаемыми ограничениями в передвижении, общении, обучении и утратой способности к ориентации на местности/в пространстве.
