Συζευγμένα μοντέλα φωτιάς-ατμόσφαιρας

Μία νέα γενιά μοντέλων που συνδυάζουν αλληλεπιδραστικά την ατμόσφαιρα με τη συμπεριφορά των δασικών πυρκαγιών.

J. coehn (2018) some requirements for simulating wildland fire behaviour using insight from coupled weather – wildland fire models. Fire 1, 6.

Τα συζευγμένα μοντέλα φωτιάς-ατμόσφαιρας έχουν μεγάλες δυνατότητες για την υποστήριξη επιχειρησιακών φορέων κατά τη φάση διαχείρισης συμβάντων δασικών πυρκαγιών.

T.M. Giannaros (2020) PErformance evaluation of an operational rapid response fire spread forecasting system in the southeast Mediterranean (greece). Atmosphere 11, 1264.

Η λύση των συζευγμένων μοντέλων φωτιάς-ατμόσφαιρας

Τα συζευγμένα μοντέλα φωτιάς ατμόσφαιρας παρέχουν την απαραίτητα ισορροπία ανάμεσα στο ρεαλισμό των αναπαριστόμενων φυσικών διεργασιών μιας πυρκαγιάς και των υπολογιστικών απαιτήσεων για την εκτέλεση προγνώσεων σε σχεδόν πραγματικό χρόνο.

Ενώ μπορούν να προσαρμοστούν στις απαιτήσεις πραγματοποίησης πρόγνωσης σε σχεδόν πραγματικό χρόνο, τα συζευγμένα μοντέλα φωτιάς-ατμόσφαιρας έχουν αποδειχτεί ικανά ως προς την αναπαραγωγή της εξάπλωσης των μετώπων και του καπνού, με υψηλό βαθμό ακρίβειας.

Τα συζευγμένα μοντέλα φωτιάς-ατμόσφαιρας έχουν δείξει επίσης σημαντικές ικανότητες σε ό,τι αφορά στην πρόγνωση της πολύπλοκης και γρήγορα μεταβαλλόμενης συμπεριφοράς μιας πυρκαγιάς, αλλά και παροδικών πυρικών φαινομένων, όπως οι επαγωγικές στήλες, οι άνεμοι της φωτιάς, και οι οριζόντιοι στρόβιλοι.

Υπό αυτό το πρίσμα, τα συζευγμένα μοντέλα φωτιάς-ατμόσφαιρας έχουν τη δυνατότητα να λαμβάνουν υπόψη τους αυτό που είναι περισσότερο γνωστό ως "οι πυρκαγιές δημιουργούν το δικό τους καιρό".

Το συζευγμένο προγνωστικό σύστημα IRIS

Το IRIS αποτελεί ένα σύστημα ταχείας απόκρισης για την πρόγνωση της εξάπλωσης δασικών πυρκαγιών, το οποίο βασίζεται στο συζευγμένο μοντέλο φωτιάς-ατμόσφαιρας WRF-Fire, κατάλληλα προσαρμοσμένο στο πυρικό περιβάλλον της Ελλάδας.

Το σύστημα αναπτύχθηκε για την επιχειρησιακή υποστήριξη των δασοπυροσβεστικών δραστηριοτήτων του Ελληνικού Πυροσβεστικού Σώματος. Κατά τη διάρκεια της περιόδου 2019 - 2020, το IRIS κλήθηκε να παράσχει προγνώσεις εξάπλωσης για περισσότερα από 40 συμβάντα δασικών πυρκαγιών.

Οι επιδόσεις του IRIS παρακολουθούνται και αξιολογούνται συνεχώς, τόσο ποσοτικά όσο και ποιοτικά. Η ανάλυση των σχετικών αποτελεσμάτων αναδεικνύει τη μεγάλη δυναμική του συστήματος να παράσχει προγνωστική καθοδήγηση υψηλής αξίας για την σε πραγματικό χρόνο διαχείριση των πυρικών συμβάντων.

Η ανάπτυξη του συστήματος συνεχίζεται, εστιάζοντας στην προσθήκη νέων δυνατοτήτων (π.χ. κηλίδωση) και την ενίσχυση της προγνωστικής του ακρίβειας.

Η συνεισφορά του FLAME

✔︎ Προώθηση των δυνατοτήτων του IRIS μέσα από τη θεώρηση της επίδραση της ευστάθειας της ατμοσφαιρικής ροής στη συμπεριφορά δασικών πυρκαγιών.

✔︎ Θα αναπτυχθεί ένα σχήμα παραμετροποίησης των ριπών του ανέμου, και θα εφαρμοστεί στο υπολογιστικό πλαίσιο του WRF-Fire, με σύνδεση με τον αλγόριθμο εξάπλωσης πυρκαγιάς.

✔︎ Η επίδραση της χρήσης των ριπών του ανέμου στην πρόγνωση εξάπλωσης δασικών πυρκαγιών θα αποτιμηθεί με εκτέλεση προσομοιώσεων για παρελθούσες πυρκαγιές με το αναβαθμισμένο σύστημα IRIS.

✔︎ Θα πραγματοποιηθούν πολλαπλά αριθμητικά πειράματα με το αναβαθμισμένο σύστημα IRIS ώστε να κατανοηθεί καλύτερα η επίδραση της ατμοσφαιρικής ευστάθειας στη συμπεριφορά των δασικών πυρκαγιών.