En genombrottsstudie ledd av Monash University har visat den stora potentialen för mobiltelefonsignaler och data att användas för att detektera och mäta koncentrationer av bushbrandsrök.

Även om användningen av denna teknik är i sin linda, upptäckten visar ett stort löfte när det gäller att komplettera nuvarande initiativ, som satellit fjärranalys, att skicka tidiga varningar till invånare i drabbade områden och minska rökens skadliga inverkan på människor.

De megabuskbränderna 2019-2020 i Australien skapade farliga hälsotillstånd på grund av rökindragning inom det atmosfäriska gränsskiktet. Skogsbränderna brände mer än 46 miljoner hektar, fördrivit tiotusentals människor och resulterade i 34 dödsoffer.

Leds av Dr Adrien Guyot, Forskarassistent vid Monash Universitys institution för byggnadsteknik, denna Australien-första studie analyserade radiolänksignalfluktuationer under rökhändelser i samband med de australiensiska skogsbränderna 2019-2020.

Observationer visade att torr luft innehållande stora mängder rök i ett ytskikt ovanför marken fungerade som ett lock, minska spridningen, fånga och upprätthålla höga marknivåer av rök. Detta klimat skapade också oregelbundna sändningsförhållanden för radiolänkar och operativa väderradarer.

Unika signalmönster identifierades och visades vara relaterade till dessa specifika atmosfäriska förhållanden och rökkoncentrationer genom att analysera de mottagna signalnivåerna för dessa länkar.

Forskare säger att dessa rutinmässigt registrerade data av telekommunikationsföretag kan användas för att förutsäga rökkoncentrationer på marknivå under distillstånd, i samarbete med andra riskreducerande tekniker.

Studien, utvecklat i samarbete med Delft University of Technology (Nederländerna), Wageningen University (Nederländerna), Australian Bureau of Meteorology och Monash University's School of Earth, Atmosfär och miljö, publicerades i tidskriften AGU Advancing Earth and Space Science.

"Den stora styrkan med mobiltelefonnätverkets data är att den ger mycket unik rumsligt distribuerad information om atmosfärens stabilitet under rökhändelser, " sa Dr Guyot.

"Detta är viktig information eftersom atmosfärens stabilitet är starkt relaterad till förekomsten av tät rök nära marken, är både en föregångare och konsekvens av den höga koncentrationen av rök."

Dr Guyot sa att framtiden för förbättrade rökförutsägelsemöjligheter sannolikt kommer att vara en blandad produkt som kombinerar modellering, satellit fjärranalys, väderradar jordklotter, observationer på plats och mobiltelefondata.

Statliga organ utför rutinmässigt övervakning av luftkvaliteten, särskilt partiklar (PM). På grund av de höga kostnaderna för att underhålla luftkvalitetsstationer, särskilt på landsbygden, Mätningar av PM med en diameter mindre än 10 μm finns vanligtvis till dedikerade stationer placerade i stadsområden som länkar till vägtrafik.

Mottagna signalnivåer (RSL) från radiolänkar har använts för att mäta nederbörd och luftfuktighet. Radiolänkar, annars känd som kommersiella mikrovågslänkar (CMLs), är ryggraden i cellulära kommunikationsnätverk.

Forskare fann att den kvalitativa informationen från CML-signaler visade skillnader i klimat och atmosfäriska förhållanden, samt temperaturinversioner som kan vara prekursorer till förhöjda PM-nivåer i samband med en rökincident.

"Jag kan se att denna data tas in i prediktiva funktioner tidigast ett par år från nu, först när tekniken och förståelsen av processer har nått mognad. Detta beror i huvudsak på om tillräckliga mänskliga resurser och ekonomiskt stöd allokeras till dess utveckling, " sa Dr Guyot.