Model paliwa

Model paliwowy to stylizowany zestaw charakterystyk łoża paliwowego wykorzystywany jako dane wejściowe w różnych zastosowaniach do modelowania pożarów lasów . Modele zachowań pożarów lasów , takie jak Rothermel, uwzględniają liczne doświadczenia empiryczne zmienne. Chociaż te dane wejściowe są ważne dla wyników równań, ich pomiar dla każdego złoża paliwa jest często trudny i czasochłonny, jeśli nie niemożliwy. Model paliwowy definiuje te zmienne wejściowe dla stylizowanego zestawu ilościowych cech roślinności, które można wizualnie zidentyfikować w terenie. W zależności od warunków lokalnych odpowiedni może być jeden z kilku modeli paliwowych. Jak stwierdza Anderson: „Modele paliwowe to po prostu narzędzia pomagające użytkownikowi realistycznie oszacować przebieg pożaru. Użytkownik musi zachować elastyczne nastawienie i adaptacyjną metodę działania, aby w pełni wykorzystać te pomoce. Ponadto, w zależności od zastosowania, użytkownik musi wybrać system klasyfikacji modelu paliwa. Główne systemy klasyfikacji stosowane w Stanach Zjednoczonych obejmują the National Fire Danger Rating System , 13 „oryginalnych” modeli paliw Andersona i Albiniego, kolejny zestaw 40 paliw wyprodukowanych przez Scotta i Burgana oraz system klasyfikacji charakterystyk paliw.

Krajowy system oceny zagrożenia pożarowego

Koncepcja modelu paliwowego została po raz pierwszy wprowadzona w 1972 roku wraz z National Fire Danger Rating System . Pierwszy tego rodzaju system, NFDRS, był znormalizowanym zestawem równań do określania zagrożenia pożarowego w określonych punktach krajobrazu. Podstawą tych obliczeń były modele paliwowe, a każdy z 20 modeli zawierał informacje o względnym obciążeniu różnych składników paliwa. Każdy model jest opisany przez objętość 1-godzinnego, 10-godzinnego, 100-godzinnego i 1000-godzinnego paliwa martwego, obecnych zielnych i drzewnych paliw żywych, a także głębokość pokładu paliwa i wilgotność wyginięcia.

Model NFDRS Nazwa
A Trawy zachodnie (jednoroczne)
C Sawanna sosnowo -trawowa
D Południowy szorstki
mi Ściółka z twardego drewna (zima)
F Pędzel pośredni
G Krótka igła (ciężki martwy)
H Krótka igła (normalnie martwa)
I Ciężkie cięcie
J Ukośnik pośredni
k Lekkie cięcie
Ł Trawy zachodnie (byliny)
N Trawa trawiasta
O Wysoka pokozyna
P Południowa plantacja sosny
Q Świerk czarny z Alaski
R Ściółka z twardego drewna (lato)
S Tundra
T Sagebrush-trawa
u Sosny zachodnie

Modele Albiniego i Andersona

„Oryginalne 13 modeli paliwowych” zostały po raz pierwszy zaprezentowane przez Albiniego w 1976 r., A później rozszerzone przez Andersona w 1982 r. W przeciwieństwie do NFDRS, te modele paliwowe zostały zaprojektowane do użytku z modelami rozprzestrzeniania się Rothermel i są przeznaczone do użytku w znacznie mniejszych skalach przestrzennych niż 20 modeli NFDRS. Aby umożliwić wymienność między tymi dwoma systemami, raport Andersona zawiera wykres przejścia dla pieszych, który umożliwia konwersję między podobnymi modelami. Ponadto jego artykuł zawiera zdjęcia, które mają pomóc użytkownikowi w wyborze modelu paliwa. Te modele paliwa reagujące na ogień są „na ciężki okres sezonu pożarowego gdy pożary stwarzają większe problemy z kontrolą” i są przeznaczone wyłącznie do użytku w porze suchej , kiedy złoże paliwa staje się bardziej jednolite. Dodatkowo modele Albiniego mają następujące założenia:

  2. Gęstość paliwa w piecu = 32 funty/stopę^3
  3. Ciepło spalania = 8.000 BTU/lb
  4. Całkowita zawartość minerałów = 5,55%
  5. Zawartość popiołu bez krzemionki/efektywna zawartość minerałów = 1,00%

Modele te opisują ilościowo te same składniki ładowania paliwa, co modele NFDRS i są pogrupowane w cztery klasy: trawa , krzewy , drewno i cięcie .

Grupa traw:

Numer modelu Nazwa
1 Krótka trawa
2 Trawa drzewna i podszyt
3 Wysoka trawa

Grupa krzewów:

Numer modelu Nazwa
4 Chaparral
5 Szczotka
6 Uśpiony pędzel
7 Południowy Szorstki

Grupa drewna:

Numer modelu Nazwa
8 Kompaktowa ściółka do drewna
9 ściółka z twardego drewna
10 Podłoga z drewna

Grupa Slasha:

Numer modelu Nazwa
11 Lekkie cięcie
12 Średnie cięcie
13 Ciężkie cięcie

Modele dynamiczne Scotta i Burgana

Dynamiczne modele paliwowe Scotta i Burgana zostały opublikowane w 2005 roku, aby wyeliminować założenie, że złoże paliwa jest jednolite w porze suchej. Odbywa się to poprzez zastosowanie dynamicznych pokładów paliwowych zielnych, w których „ładunek żywych roślin zielnych jest przenoszony na martwe w zależności od zawartości wilgoci w żywych roślinach zielnych”. Zastosowanie współczynnika utwardzania pozwala na bardziej realistyczne modelowanie zachowań pożarowych w pokładach paliw zielnych. Ponadto modele te mają na celu odejście od korelacji między typem roślinności a charakterystyką złoża paliwowego. Na przykład oryginalny model „chaparral” staje się modelem „duże obciążenie, wysoka szczotka”. Podobnie jak przejście dla pieszych konwersji NFDRS w modelach Albiniego i Andersona, Scott i Burgan obejmują przejście dla pieszych między oryginalnymi 13 a ich zestawem 40 nowych modeli. Ponadto zawierają oryginalne 13 jako modele 1-13, aby umożliwić wsteczną kompatybilność w nowszym oprogramowaniu do modelowania.

Klucz do wyboru dynamicznego modelu paliwowego

1. Prawie czysta trawa i/lub krzewy (trawa)

A. Klimat od suchego do półpustynnego (latem niedostateczne opady deszczu). Wilgotność wygaszania wynosi 15 procent.
B. Klimat od półwilgotnego do wilgotnego (opady deszczu odpowiednie we wszystkich porach roku). Wilgotność wygaszania wynosi od 30 do 40 procent.

2. Mieszanka traw i krzewów, do ok. 50% pokrycia krzewów (Grass-Shrub)

A. Klimat od suchego do półpustynnego (latem niedostateczne opady deszczu). Wilgotność wygaszania wynosi 15 procent.
B. Klimat od półwilgotnego do wilgotnego (opady deszczu odpowiednie we wszystkich porach roku). Wilgotność wygaszania wynosi od 30 do 40 procent.

3. Krzewy pokrywają co najmniej 50% terenu; trawa rzadka lub nieistniejąca (krzew)

A. Klimat od suchego do półpustynnego (latem niedostateczne opady deszczu). Wilgotność wygaszania wynosi 15 procent.
B. Klimat od półwilgotnego do wilgotnego (opady deszczu odpowiednie we wszystkich porach roku). Wilgotność wygaszania wynosi od 30 do 40 procent.

4. Trawa lub krzewy zmieszane ze ściółką z koron drzew (Timber-Understory)

A. Klimat półpustynny do półwilgotnego. Wilgotność wygaszania wynosi 20 procent.
B. Wilgotny klimat. Wilgotność wygaszania wynosi 30 procent.

5. Martwe i leżące drewno opałowe (ściółka) pod baldachimem lasu (ściółka drzewna)

A. Łoże paliwowe jest niedawno spalone, ale może przenosić ogień na lądzie.
B. Łoże paliwowe nie było ostatnio spalone.
I. Łóżko opałowe złożone ze ściółki liściastej (drewna liściastego).
II. Podłoże paliwowe złożone ze ściółki sosnowej długoigłowej.
iii. Podłoże opałowe nie składa się ze ściółki sosnowej szerokolistnej lub długoigłowej.
1. Złoże paliwowe obejmuje zarówno paliwa drobne, jak i grube.
2. Łoże paliwowe nie obejmuje paliw gruboziarnistych.

6. Paliwo związane z działalnością (cięcie) lub szczątki spowodowane uszkodzeniami spowodowanymi przez wiatr (wydmuch) (Slash-Blowdown)

A. Łóżko paliwowe to paliwo do aktywności.
B. Łóżko paliwowe jest przedmuchane.

7. Niewystarczająca ilość paliwa na terenach dzikich do przenoszenia ognia na terenach dzikich w każdych warunkach (nienadające się do spalania)

System klasyfikacji charakterystyk paliwa (FCCS)

Opracowany w 2007 roku System Klasyfikacji Charakterystyki Paliw rozszerza istniejące modele paliwowe, tworząc zestaw stylizowanych łóż paliwowych z danymi ilościowymi na temat ich zdolności do podtrzymywania pożarów na terenach dzikich oraz stopnia, w jakim taki pożar pochłonąłby paliwo znajdujące się w łóżko. Modele te, opracowane regionalnie przez zespoły ekspertów, zostały „skompilowane na podstawie literatury naukowej, serii zdjęć paliw, zestawów danych dotyczących paliw i opinii ekspertów”. Oprócz standardowych elementów martwych i żywych, schemat FCCS raportuje przypisane i obliczone charakterystyki paliwa dla każdej istniejącej warstwy złoża paliwa, w tym baldachimu, krzewów, roślin niedrzewnych, drzewiastych, ściółki-porostów-mchu i śmieci, co pozwala na bardziej kompleksowa analiza materiału w złożu paliwowym. Ponadto „system klasyfikuje każde złoże paliwowe, obliczając potencjały pożarowe, które zapewniają wskaźnik wewnętrznej zdolności każdego złoża paliwowego do podtrzymania powierzchniowego zachowania się ognia, wsparcia ognisko koronne i dostarczają opału do palenia, tlenia i zużycia szczątkowego”. FCCS ma znaczny potencjał, ale nie został zintegrowany z głównym oprogramowaniem do modelowania, takim jak Flammap czy Farsite. Jednak zyskują one na popularności w modelowaniu emisji pożarów na terenach dzikich oraz w opracowywaniu map złoża paliwa, zagrożenia pożarowego i skuteczności leczenia w kilku lasach krajowych. W przeciwieństwie do modeli Scotta i Burgana, które odchodzą od stosowania typu roślinności jako wskaźnika zastępczego dla rodzaju paliwa, FCCS w dużym stopniu opiera się na typie roślinności przy tworzeniu swoich modeli.

Źródła

Bibliografia

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fuel_model&oldid=1119813902 ”