Vilde brandbekæmpelse er fortsat en farlig og ofte dødbringende besættelse. Og da klimakstremer får det amerikanske vest til at tørre ud og tænde oftere med mere katastrofale konsekvenser, søger brandmænd og forskere ny teknologi for at hjælpe dem med at forblive i sikkerhed.
En vigtig del af forberedelserne til brandbekæmpelsesteams er at udpege deres sikkerhedszoner og flugtveje. Men som enhver, der er vandret off-trail, ved, er det vanskeligt at finde ud af den hurtigste måde på tværs af varierende terræn. Så forskere ved US Forest Service og University of Utah brugte kort konstrueret fra satellitbåren LIDAR (Light Detection and Ranging, der fungerer som radar undtagen med lasere) til at bygge et værktøj til at evaluere mulige flugtveje og vælge den mest effektive .
”Jeg kan godt lide at tænke på dette som næsten som et Google Maps for brandmænd, ” siger Mickey Campbell, hovedforfatter af undersøgelsen. ”Google Maps har vejinformation, trafikinformation og stoplygter og hastighedsbegrænsninger og lignende ting. Vi har skråning, vegetationstæthed og ru overflade. ”
Typisk, hver morgen, før en brandpersonale går ud for at bekæmpe en brand, bliver de orienteret om både dagens tildeling - opbygning af en brandpause, måske - og et "hændelseskort" med flugtveje, der fører til allerede sorte sorte områder, hvor der er ikke noget brændstof tilbage til ilden til at brænde, kendt som sikkerhedszoner. Hvis der sker noget uventet, som hvis ilden ændrer sig, skal besætningerne have en forud identificeret flugtplan. Men meget af beslutningsprocessen kommer til det øjeblik med besætninger dirigeret af erfarne vejledere, siger Marty Alexander, en pensioneret forsker i brandadfærd, der stadig arbejder for den canadiske skovservice.
”Du er ikke derude, bare vilje og gå rundt, ” siger Alexander. ”Det kommer stadig ned på grundlæggende skogsarbejde og at have gode besætningsvejlere.”
Men det kan mislykkes, og resultaterne kan være tragiske. I løbet af Yarnell Hill Fire 2013 i Arizona døde 19 brandmænd, da branden afbrød deres flugtveje. Sony Pictures ' Only the Brave, der frigives den 20. oktober, giver filmgæsterne en dramatisk afbildning af tragedien. I 1994 døde 14 i Colorado's South Canyon Fire, da de forsøgte at stige op ad en stejl hældning og blev overhalet af branden. Alexander og Bret Butler, en forskningsmekaniker for US Forest Service, der samarbejdede om Campbells undersøgelse, nævner begge South Canyon Fire som en indflydelse på deres arbejde. Det var den tid, siger Butler, da brandforskere indså, at de var nødt til at kvantificere brandsikkerheden. Han begyndte at analysere varmeoverførsel for at se, hvor store sikkerhedszoner der skulle være.
Dette er en af de tusinder af simuleringer, der vurderer potentielle flugtveje inden for studieområdet. (Campbell, et al. 2017) Campbells projekt er designet til at give brandmænd et nyt værktøj mod vildmarksbrande for at hjælpe med at afværge denne slags tragedier. Tiden det tager at krydse en vildmark kan variere meget, og brandbekæmpelsesguider antyder, at man undgår stejle skråninger, tung vegetation og løs eller ru jord. Effekten af skråningen er målt til en vis grad af Butler og andre. Vegetation er undersøgt mindre, og malingstekstur er overhovedet slet ikke. Brug af LIDAR gør det muligt at se på disse på en kvantificerbar måde, der tidligere var umulig. Laserne springer tilbage fra landskabet med en detalje ned til et par centimeter og skelner mellem forskellen mellem en glat overflade, en stenet og vegetationens tykkelse. Selv skråningen kan konstateres på denne måde ved at sammenligne højde mellem punkter.
Campbell brugte LIDAR-kort fra opentopography.org til at beregne hældning, ruhed og vegetation i Utahs Wasatch-bjerge. Derefter sendte han 31 frivillige på 1.276 tidsbestemte ture og sammenlignede deres rejsepriser baseret på disse tre variabler. Nogle af resultaterne var intuitive, selvom det stadig hjælper med at kvantificere det. For eksempel havde hældningen den største effekt. Vegetation højere end 2 meter - over hovedhøjde - forhindrer rejser mindre, og vegetation, der er mindre end 15 centimeter, havde ubetydelig virkning. Selv vegetation, der hindrer, blev ofte afbødet af stier, der løber gennem den. Den detaljerede information om, hvor meget hver af disse faktorer påvirker hastigheden, kan hjælpe med at optimere flugtveje - nu kan brandforskere anvende de relative hastigheder i forskellige terræn til ethvert LIDAR-kortlagt område, og softwaren vil kortlægge en sti med den mindst mulige kombination af hældning, ruhed og vegetation.
De frivillige gik ad stier med forskellige bakker, jordoverfladeruhed og vegetationstæthed. (Michael Campbell) Når du først har fået et LIDAR-kort over disse faktorer - ingen let opgave, påpeger Campbell, fordi ikke alle USA endnu er kortlagt, og det kræver en hel del behandling at vurdere hver faktor - kan du forvandle disse oplysninger til et hurtigt, realtidsruteudviklingsværktøj, hvor brandmandskaberne tilslutter deres placering og destination og en algoritme hurtigt kortlægger alle mulige ruter og vælger den hurtigste, der tegner sig for terrænet.
”En brandmand er overhovedet ikke på samme sted i lang tid, ” siger Campbell. ”Ideen ville være at kortlægge vegetationsforholdene i bred skala, og det ville skulle opdateres på relativt hyppig basis. Men den faktiske rutefinding kunne gøres næsten øjeblikkeligt. ”
Der er stadig masser af arbejde, der skal gøres, før brandmænd faktisk har dette værktøj i deres kit. Campbell og Butlers undersøgelse har vist, at LIDAR-kort kan måles for at vise den hurtigst mulige rute, baseret på de tre variabler, de målte. Men der er andre variabler til rejser med vilde lande, og selvom samarbejdet med skovtjenesten gør Campbell optimistisk med hensyn til implementering, skal det faktiske værktøj stadig pakkes i en form, som brandmænd kan bruge, som en mobilapp.
Der er dog stadig faktorer, som teknikken ikke kan redegøre for, påpeger Alexander, som ikke arbejdede med projektet. ”Campbells undersøgelse [havde] en masse gode indsigter og en stor brug af LIDAR og teknologi, men det er ikke, hvad jeg ville betragte som en komplet undersøgelse, ” siger han. ”At vide, hvad din rejsepris ville være, er en ting, men du skal stadig have en forudsigelse af, hvad ilden vil gøre.”
Campbell fandt de mest effektive ruter i Utahs Wasatch-bjerge ved at tilslutte virkningerne af hældning, vegetationstæthed og jordoverfladeruhed i en algoritme. (Campbell, et al. 2017) Campbells LIDAR-teknik adresserer relativ hastighed - hvilken rute er mest effektiv - men ikke absolut, så du kan ikke fortælle, hvor hurtigt brandmænd faktisk vil bevæge sig. De frivillige, der gik langs transektionerne, var ikke brandmænd og transporterede ikke pakker (i en nødsituation læres brandmænd at droppe deres pakker). Undertiden kan forbedringer af en rute, som en sti eller en vej eller et brændt område, tilbyde hurtig flugt, men LIDAR-kortene er ikke aktuelle nok til at se det. Det er også mindre anvendeligt for brande, der finder sted i mere befolkede områder, ligesom de igangværende nordlige Californiens vilde ildfirme, hvor vægten har været på evakuering snarere end brandinddæmning, og som muligvis har tilstrækkelige veje til at undgå behovet for vildmarkens flugtveje. Og undersøgelsen inkorporerede ikke brandopførsel eller vindhastigheder, der kunne ændre ilden.
”[Yarnell-ilden var] et perfekt eksempel på de relative landskabsforhold, der kan påvirke effektiviteten af rejsen, men meget af hvad der skete i Yarnell havde at gøre med vindændringer, ændringer i brandadfærd, uventede forhold. Det er den type ting, vi ikke gør rede for i vores model, ”siger Campbell. ”Vi vil ikke sige, hvis Granite Mountain Hotshots [gruppen inden for Prescott-brandvæsenet, der bekæmpede Yarnell-ilden], havde vores teknologi, ville nogle ting have ændret sig. Vi vil være meget forsigtige med ikke at gøre noget lignende. ”
Det er måske ikke komplet, men denne brug af LIDAR kan være et kraftfuldt værktøj, og det er kun en måde, brandforskere bringer moderne teknologi til brandmænd på vilde områder på. US Forest Service's Fire Lab, hvor Butler arbejder, kører fortsatte projekter, såsom et overfladevindmodelleringsværktøj kaldet WindNinja, som kan udtrykke vindvektorer på en mobiltelefon i detaljer ned til 200 eller 300 fod. Andre undersøger sporingsenheder til at hjælpe med at finde individuelle brandmænd, droner med infrarøde kameraer til at lokalisere ofre og andre satellitsensorationsdata.
”Vi har altid et mål om nul dødsfald, ” siger Butler. ”Det er det eneste mål, vi kan have. Men den eneste måde at komme dertil realistisk på er at komme til et punkt, hvor enhver besætning ved, hvor de befinder sig, i dette terræn i forhold til ilden, og de har oplysninger om vejr i realtid, og de ved, hvor de andre besætninger er i området. Den teknologi findes alt sammen, og det handler egentlig bare om at prøve at finde ud af, hvordan det kan implementeres i et wildland-brandhåndteringsprogram. ”
