Skogsbränder fortsätter att skada Kalifornien bortom den normala brandsäsongen i vad som har varit ett särskilt katastrofalt år för naturkatastrofer över hela USA. Men en ny big-data-lösning för att förutsäga spridning av skogsbränder värms upp, och det kan bli ett användbart verktyg i brandmännens arsenal, enligt skogsbrandforskare som deltog i 2017 års American Geophysical Union Fall Meeting.

De mer lättillgängliga uppdateringarna av beteende vid skogsbränder är, ju mer informerade beslut fattas av brandcheferna, enligt forskarna. Brandchefer måste veta hur en skogsbrand kommer att sprida sig eftersom den påverkar evakuering, strategier för att bekämpa branden och brandmännens säkerhet. NASA:s Active Fire-dataset ger en högupplöst bild av spridning av skogsbränder, men den informationen är endast tillgänglig i cirka 12 timmars ögonblicksbilder.

En forskargrupp av geografer i Wyoming insåg att beteendet hos en löpeld kan förändras dramatiskt beroende på förhållandena under det långa tidsintervallet, så de gav sig i kast med att stänga informationsgapet för skogsbränder i USA. De utvecklade en datormodell för att simulera framtida brandspridning inom några minuter, och de delade preliminära resultat från sin modell förra veckan vid AGU Fall Meeting i New Orleans.

"Det intressanta är att de flesta bränderna i USA är vinddrivna bränder, sa Bishrant Adhikari, en geograf vid University of Wyoming som presenterade den nya forskningen. "Så om du exakt kan modellera vart vinden kommer att gå och hur långt det kommer att blåsa, då kan du bara förklara var branden ska ta vägen. "

För att få en uppfattning om var en brand kan ta vägen, Adhikari och hans medförfattare inkorporerade väderinformation i realtid, bränslefuktdata och landtopografi, bland andra variabler, till en webbaserad portal för geografiinformationssystem. Sedan, de körde datorsimuleringar för att förutsäga spridningen av skogsbranden. Genom att köra flera simuleringar, de kunde ta itu med osäkerheter i de prognostiserade väderdata – allt på några minuter.

Forskarna testade sin modells prestanda på tre skogsbränder med olika terräng som inträffade i Wyoming och Montana 2017. NASA:s Visible Infrared Imaging Radiometer Satellite (VIIRS) gav 12-timmars ögonblicksbilder av brandens omkrets. När de jämförde sina simuleringsresultat med de faktiska omkretsarna, modellen gick bra. Det förutspådde att mer än 86 procent av området faktiskt träffade och underprognoserade brandomkretsen med högst 25 procent.

Modellen tenderade att överförutsäga området inom brandomkretsen, men Adhikari sa att deras inlärningsbaserade tillvägagångssätt för att träna modellen med faktiska VIIRS-observationer kommer att förbättra framtida förutsägelser. Han sa också att modellen för närvarande inte tar hänsyn till lokala brandbekämpningsinsatser – kunskap som brandcheferna kommer att ha.

Modellen offrar viss grad av noggrannhet för hastighet, sa Adhikari. De nuvarande verktyg som brandchefer använder tar två timmar att köra simuleringar. Dessa modeller utvecklades på 1990-talet och har inte de framsteg som gjorts i beräkningar sedan dess, enligt Adhikari. Istället för att försöka uppdatera de gamla modellerna, han bestämde sig för att "driva det framåt med nya lösningar."

"Det är i ett tidigt skede men verkar lovande, sa Maria Hatzaki, en klimatolog vid Atens universitet i Grekland som inte var kopplad till den nya forskningen. Hatzaki arbetar med det långsiktiga problemet med bränder men känner till utmaningarna med att förutsäga spridning av skogsbränder. Hon ser ett värde i verktyget för skogsbrandtjänsten men mindre för akademisk forskning. Kommer från ett brandfarligt land, hon sa att hon hoppas att forskarna kommer att lyckas med korrekta resultat i framtiden.

Adhikari planerar att fortsätta testa och kalibrera sin modell. Nästa i hans plan är att se hur modellen presterar på de senaste skogsbränderna i Kalifornien. Han hoppas kunna göra det användarvänliga verktyget tillgängligt för allmänheten under försommaren 2018.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.