Som för att hålla jämna steg med den växande frekvensen och intensiteten av skogsbränder i hela Kalifornien, ett nätverk av kameror för skogsbränder växte från 35 stationer förra året till mer än 300 i slutet av oktober.

ALERTWildfire-systemet som utvecklats tillsammans av UC San Diego är en av flera produkter som skapats av universitetet som förbättrar väststaternas tekniska förmåga att hantera skogsbränder nu när de en gång sällsynta katastrofhändelserna börjar bli vardagliga.

ALERTWildfire ansluter sig till projekt som WIFIRE och UC San Diego forskningsstudier som tar hänsyn till allt från den geografiska omfattningen av andningsproblem som orsakas av skogsbränder till spänningen mellan de statliga enheter som betalar för katastrofer och de som sätter byggkoder i riskzoner med hög brand. Nu när värsta scenarier verkar vara en ny stöttepelare för överskådlig framtid, fokus ligger på att minimera skadorna så tidigt som möjligt.

"Varje eld börjar liten, sa Neal Driscoll, en geovetare vid Scripps Institution of Oceanography. "Om vi ​​kan komma över dem i deras begynnande fas, vi har möjlighet att stanna på offensiven."

Än så länge, 2019 har skapat flammor som konkurrerar med 2018 års Paradise Fire och Thomas Fire 2017. Men forskare som Driscoll ser att teknologin gör skillnad. Han och kollegor från University of Nevada, Reno har konverterat vad som började som ett backcountry-observationsnätverk avsett att övervaka seismisk aktivitet till ett system som ger brandtjänstemän ögonen på bränder från det ögonblick de startade. De planerar att utöka ALERTWildfire-nätverket till 1, 000 stationer inom de kommande två åren.

Kamerorna har snabbt antagits av brandmyndigheter. Ben Nicholls, en divisionschef för California Department of Forestry and Fire Protection (CAL FIRE) i Sonoma County, sa till New York Times att var och en av dessa enheter är "guldvärda". Nicholls enhet har använt kamerorna för att bekräfta 911-samtal och fastställa den exakta platsen för branden för att förhindra att brandmän kör runt och slösar bort värdefull tid. I San Diego, CAL FIREs talesperson Thomas Shoots har sagt att "att ha dessa kameror är ungefär som att ha en andra uppsättning ögon för oss."

Under 2017, när det bara fanns en handfull kameror i hela Kalifornien, Oregon, Nevada, och Washington, 44 personer dog i skogsbränder. Så här långt i år, det har hittills inte inträffat några dödsfall – även med den hastighet med vilken flammor som Kincaid-branden i Sonoma County har spridit sig. Driscoll tror att åtminstone en del av detta kan tillskrivas ALERTWildfire, vilket ger brandtjänstemännen möjlighet att ta kontroll över kameror i nätverket för att spåra begynnande bränder. I fallet med Kincaid-branden, CAL FIRE-tjänstemän övervakade branden inom 11 minuter efter den första antändningen och kombinerade den informationen med fukt- och vinddata för att beordra omedelbara evakueringar i dess närhet.

"Vi räddar liv. Det är det första, "Driscoll sa. "Situationsmedvetenheten tillåter första responders att skala resurser och fatta viktiga beslut i tid."

Statliga tjänstemän har använt ALERTWildfire i kombination med andra verktyg som WIFIRE utvecklat av forskare vid Qualcomm Institute, San Diego Supercomputer Center (SDSC), och avdelningen för Mechanical and Aerospace Engineering (MAE) vid UC San Diego.

Den National Science Foundation-finansierade tekniken upptäcker skogsbränder innan de kommer utom kontroll med hjälp av data från satelliter och sensorer utplacerade på fältet. Målet för WIFIRE-ledare är att bygga en flotta av drönare som kan arbeta unisont för att kartlägga ett område i realtid, övervaka miljöförhållanden som temperatur, fuktighet, vind, och luftkvalitet och ge tidig varning till statliga skogsbrukare, brandkårer och brandförebyggande organ.

Data från dessa drönare kan ge kompletterande information till WIFIRE-projektets storskaliga modeller, sa UC San Diego elektroteknikprofessor Nikolay Atanasov.

"WIFIRE-modellerna och satellitbilderna ger en bra global översikt för spårning av skogsbränder, men de tillåter oss inte att se under taket eller under molnen. Så, Tanken här är att distribuera ett team av små robotar för att zooma in och samla in mer lokaliserade mätningar och adaptivt bedöma om det finns ett område av intresse, "Sa Atanasov.

Atanasov arbetar med UC San Diego datavetenskap och ingenjörsprofessorer Tajana Rosing och Sicun (Sean) Gao. Projektet är fortfarande i ett tidigt skede. Teamet håller på att utveckla algoritmer och mjukvara för att optimera kartläggning och koordinering av drönare, samt att ställa in hårdvara och sensorer. Forskarna kommer nästa att rusta upp drönarna för inledande flygtester i delar av San Diego.

Medan intresset för UC San Diegos WIFIRE Lab-projekt har ökat stadigt bland statens katastrofförebyggande myndigheter och andra organisationer, den aktivitetsnivån har sett en kraftig ökning med den nu till synes oändliga skogsbrandsäsongen som för närvarande griper många delar av Kalifornien.

"WIFIRE skapades för att integrera realtidsinformation om skogsbränder, och att använda sådan information för prediktiv brandbeteende, " sa Ilkay Altintas, Chief Data Science Officer vid SDSC och huvudutredare för WIFIRE-projektet, startade under ett flerårigt bidrag på 2,65 miljoner dollar från National Science Foundation.

Förutsägande analystekniker – som nu används med dataanalys i realtid – användes nyligen av brandbekämpningsmyndigheter i en majoritet av bränderna i södra Kalifornien under de senaste två månaderna, inklusive bränderna i Palisades och Getty. Denna datadrivna metod för respons är tack vare ett 150-dagars statligt pilotprogram som heter FIRIS (Fire Integrated Real-Time Intelligence System), lanserades i september under statlig finansiering säkrad av Assemblywoman Cottie Petrie-Norris (D-Laguna Beach).

Som medlem i FIRIS, WIFIRE Lab vid SDSC tillhandahåller brandspridningsprojektioner i realtid i upp till sex timmar baserat på brandperimeterdata som samlats in av flygplan. Dessa projektioner samordnas genom ett fusionscenter bemannat med experter för att ge beslutsstöd baserat på gränserna för brandbekämpning och ledningsåtgärder av brandmän.

"För första gången i historien, WIFIRE Lab tar emot brandomkretsar från ett flygplan med fast vingar utrustat med infraröda funktioner i realtid efter en nästan omedelbar utskick på begäran, ", sa Altintas. "Även om vi har samlat in information från många källor tidigare, vi hade inte hög kvalitet, omkretsinformation i realtid med den hastighet vi ville ha."

Behovet av sådana datarika resurser för att lindra naturkatastrofer har ökat med antalet och intensiteten av skogsbränder under de senaste åren. Bara i Kalifornien såg nästan 1,7 miljoner hektar brändes över hela staten 2018.

WIFIRE Lab arbetar med brandmän i hela Kalifornien, tillsammans med mer än 130 organisationer och individer som nådde ut för informell hjälp och samarbete. Orange County Fire Authority, Los Angeles County brandkår, Ventura County brandkår, och California Public Utilities Commission är bland dem.

"Människor kan förmodligen göra allt som datorer kan göra, men inte i den hastighet och skala som datorer kan uppnå, ", noterade Altintas. "Sådana offentliga/privata partnerskap är vad staten behöver för att kollektivt och i samarbete hitta svar på de växande utmaningarna när det gäller att minska riskerna, övervakning, och svar."

WIFIRE Lab arbetar med brandmän i hela Kalifornien, tillsammans med mer än 130 organisationer och individer som nådde ut för informell hjälp och samarbete. Orange County Fire Authority, Los Angeles County Fire Department, Ventura County brandkår, och California Public Utilities Commission är bland dem som samarbetar med WIFIRE.

Deltagare i WIFIRE Lab inkluderar forskare från SDSC och andra UC San Diego -områden, inklusive Qualcomm Institute, Scripps Institution of Oceanography och avdelningen Mechanical and Aerospace Engineering (MAE) vid universitetets Jacobs School of Engineering.

Qualcomm Institutes Jessica Block, som fungerar som senior forskarassistent för institutet, är biträdande direktör för WIFIRE Lab. Hon är en tvärvetenskaplig geolog och stadsekolog specialiserad på användning av sensornätverk, fjärranalys och geospatiala visualiseringsverktyg för katastrofinsatser, naturresursförvaltning, politiskt beslutsfattande och hållbarhet.

Block utsågs nyligen till California Wildfire Safety Advisory Board av guvernör Gavin Newsom. Styrelsen, skapades i juli, består av oberoende expertrådgivare som kommer att ge råd till en ny Wildfire Safety Division inom California Public Utilities Commission om brandskyddsåtgärder, inklusive planer skrivna av verktyg, så att CPUC mer effektivt kan reglera säkerheten för investerarägda verktyg, enligt guvernörens kontor.

"Många av mjukvarusystemen som används för brandsimulering idag kräver mycket manuell inmatning, " sa Block i en UCTV-intervju. "Sättet som WIFIRE fungerar är att automatisera mycket av det, så att du inte behöver koordinera och specificera ett gäng datamängder som redan finns där för dig. Det gör systemet snabbare och det kan fungera för dig."

Medan UC San Diego-forskare är angelägna om realtidskunskap, andra ser framåt på hur Kalifornien ska gå framåt för att klara av en ny klimatförändringsdriven verklighet. Scripps forskare, till exempel, rapporterade nyligen att Santa Ana vindaktivitet förväntas minska i frekvens under hösten och våren men inte i toppintensitet. Detta minskar effektivt Santa Ana-vindsäsongen runt dess historiska topp i december. Dessa resultat, tillsammans med en beräknad senare start på den våta säsongen, föreslår en senare och möjligen mer intensiv skogsbrandsäsong i framtiden med torr vegetation som fortsätter in i december när rygg mot rygg Santa Ana vindhändelser är vanliga och skogsbränder kan brinna längre och större. Thomas Fire 2017 är ett exempel på en löpeld under sensäsongen som växte till oöverträffade proportioner när den blåstes upp av rygg mot rygg Santa Ana-vindar.

Rosana Aguilera, en postdoktor vid Scripps, har varit en del av den ansträngningen men funderar också på effekterna av skogsbränder. Specifikt, hon och kollegor undersöker hur fina partiklar (PM2,5) i skogsbrandsrök påverkar folkhälsan. Även om det är välkänt att rök kan förvärra en rad andningsproblem, lite arbete hittills har tittat på att isolera och studera effekterna av skogsbrandsspecifika PM2.5. Aguilera, Scripps klimatforskare Alexander Gershunov, och epidemiolog Tarik Benmarhnia, som har ett gemensamt möte mellan Scripps och School of Medicine, använder stora Santa Ana vinddrivna skogsbränder från 2003 och 2008 för att spåra effekterna av fina partikelföroreningar och deras rumstemperaturutveckling.

"De flesta studier som tittar på hälsoeffekter av skogsbränder erbjuder globala uppskattningar för en händelse och/eller region för en skogsbrand, ", sa Aguilera. "Vi tittar på både den tidsmässiga och rumsliga fördelningen av sjukhusinläggningar i södra Kalifornien."

Judson Boomhower är en miljöekonom i UC San Diego som undersöker en rad bränderelaterade frågor, många arbetar med de olika motiven offentliga organ har för att minska risken för skada och förlust i framtiden. Till exempel, städer och län kontrollerar vanligtvis de zonbestämningsbeslut som gör att bostäder kan byggas i områden med hög brandrisk. Byråer som U.S. Forest Service, fastän, stå för de flesta kostnaderna för att skydda hem i dessa områden från skogsbränder. Det väcker frågan om huruvida federala myndigheter borde ha mer att säga till om var hus byggs eller om städer bör ta mer ansvar för sina zonindelningsbeslut.

"Det här är en miljö där det finns alla typer av incitamentsfrågor som skär i alla riktningar och det är viktigt för beslutsfattare att vara medvetna om dem, sa Boomhower, en biträdande professor vid UC San Diego Department of Economics. "Det finns utrymme för att ta byggnormer på allvar och seriöst fundera över var vi tillåter ny utveckling."