Strömspår av vindar som når vänster flank och huvudet av en simulerad brand som sprider sig uppför en brant sluttning. Det blå området indikerar det område som aktivt brinner och det kvarvarande bränslet kyls konvektivt och det röda området anger platser där bränslet framför elden värms upp konvektivt. Kredit:FIRETEC-simulering genererad av Alexandra Jonko (Los Alamos National Laboratory)
Kincade-branden har brunnit genom Sonoma County, Kalifornien, fördriva människor från sina hem och lämna förstörelse i dess spår. Det är en stark påminnelse om det allt mer pressande behovet av en bättre förståelse för hur bränder börjar och sprider sig.
Det är här Rodman Linn och hans forskning kommer in. Han utvecklar och använder beräkningsmodeller för den kopplade interaktionen mellan skogsbränderna och den omgivande atmosfären vid Los Alamos National Laboratory. I novembernumret 2019 av Fysik idag , Linn beskriver några av de många sätt som vätskedynamik styr beteendet hos bränder.
Det är felaktigt att se skogsbränder som framskridande väggar av lågor, som de ofta konceptualiseras. Brändernas rörelser och beteende är mycket mer komplexa.
"Den flytkraft som orsakas av energiutsläppet från själva elden interagerar med omgivande vindar för att producera komplexa mönster av luftrörelser som dikterar brandens beteende, sa Linn, en senior vetenskapsman vid Los Alamos National Laboratory.
Det huvudsakliga sättet att sprida skogsbränder är genom rörelsen av heta gaser orsakade av omgivande vind som trycker luft genom springorna mellan flamtornen som skapas av uppströmmar.
"Flödesdynamiken som styr skogsbranden har ett brett spektrum av skalor, ", sa Linn. "Det är allt från förflyttning av varm eller kall luft runt lövverk upp till vädermönster och topografi-inducerad luftrörelse. Det breda utbudet av skalor och storlekar av vätskedynamikstrukturer är en del av det som gör förutsägelse av löpeld så utmanande."
En del av att mildra förödelsen orsakad av skogsbränder är att förstå hur brand interagerar med den omgivande miljön, så att människor kan fatta bättre beslut om evakueringsplaner och hur strukturer byggs.
"Besluten som faller in i den mänskliga biten för att minska förstörelse av skogsbränder beror på att förstå nuvarande och framtida skogsbränder under en lång rad förhållanden, sa Linn.
Ett annat sätt att hantera skogsbränder är genom kontrollerade brännskador, som är målmedvetna, strategiska bränder anlagda av markförvaltare. Det är en praxis som för närvarande används framgångsrikt i sydöstra USA men går århundraden tillbaka till indianska nationer. Träden i igenvuxna skogar ger överskott av bränsle för skogsbränder att sprida sig. Genom att tända föreskrivna bränder med jämna mellanrum för att rensa bort igenväxning, vilket beror på den lokala ekosystemtypen, risken för katastrofala bränder kan minskas.
Föreskrivna bränder kontrolleras noggrant med komplicerade antändningsmönster som är baserade på lokal vegetation, topografi och väderförhållanden.
För att framgångsrikt föra denna praxis till den västra delen av landet, det är nödvändigt att använda forskning som görs av Linn och andra i organisationer, som USDA Forest Service och Tall Timbers Research Station, att förstå hur de olika miljöförhållandena påverkar hur branden beter sig. Genom denna typ av forskning, forskare hoppas kunna göra det möjligt för utövare att med tillförsikt skräddarsy föreskrivna brandtaktik till ett större antal scenarier och öka deras förmåga att anpassa sig till dynamiska förhållanden.
