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AI预测程序让“野火烧得尽,春风吹不生”

作者: Jansfer

时间: 2019-07-12 20:12

Williams表示,他希望他的新工具最终能够产生野火概率的季节性预测。例如,同样的模型可以用于在晚春估计即将到来的夏季华盛顿东部小瀑布发生大火灾的可能性。

图|2016年肆虐在蒙大拿州的“狮子火”(图片来源:Mike Daniels)

在过去三十年中,美国西部每年因野火焚烧的面积增加了300%以上,其中大部分增加是由于人类引起的气候变暖导致的。温暖的空气会保持更多的水分,因此原本正常的空气相对会变得没那么湿润,干燥的空气从植物,树木和土壤中吸收,使森林植被和地面碎片更干燥,更容易点燃。对于未来的气候变化,伴随着气温升高和干旱增加,这一趋势很可能将持续下去,而在那些“燃料充沛”的地方,山火现象甚至还会加剧。Park Williams是Lamont-Doherty地球观测站副研究教授,同时也是2016年气候与生命研究中心的研究员,主要研究气候学、干旱和野火。Williams从Zegar家庭基金会获得了641,000美元的赠款,用于分析野火过去和未来的行为。他的目标是创造一种工具,帮助科学家了解为什么美国西部各州的野火在上个世纪发生了变化,未来可能发展的方式,以及人类能够最有效地应对它们的方法。

Williams将对过去30至40年发生在美国西部数万次的火灾进行观察,观察内容涉及当时的气候数据,是否是人类的聚居地,那里有什么样的植被生长。最终将得到一个计算机程序,可以通过这些变量来预测发生大火的概率,并试图模拟植被是如何响应火灾的。Williams表示,模拟植被对于火灾的反应是非常重要的,因为在发生火灾后,植被比以前少了,这意味着后续火灾发生的概率会有一段时间的降低。而不会再升高,直到该地区的植被再次密集为止。建模过程非常困难,但这非常重要,因为我们希望理解山火究竟是怎么发生的,而植被覆盖的变化很可能是非常重要的的一个变量。

Williams认为,美国在过去100年中一直奉行不可持续的火灾管理政策,尽可能在发生火灾时进行灭火。这使得植被在许多火灾本可能使燃烧物减少的的地方积聚,留下更多的森林覆盖,这反而会提高发生山火的概率。尽管他承认它不起作用,Williams也仍然默认了这种方法,因为人们还没有更好的策略。Williams表示,这个工具将让我们探索不同的未来。在一个假设的未来,消防员将像上个世纪一样奋力灭火。在另一个假设的未来,人们根本不会受到火灾的打击。当然,最可能的是我们会到达在这两个极端之间的某个点。

通过在100英里空间范围内为不同地点提供各种方案,新工具可以给出基于位置的不同策略可能导致不同的结果,这使领导者能够根据当地情况制定更明智,可具持续性的火灾管理决策。创建该工具是Williams作为哥伦比亚大学气候与生命中心首批获奖者之一的研究中的课题。这使他能够研究美国西部森林火灾与气候变化之间的一般相关性。他发现温度与整个地区森林火灾面积之间存在着密切的关系。

在学术界,这种创造性的跨学科科学项目往往不太可能获得传统的研究经费。Williams表示,野火是气候科学、生态科学、社会科学和政治科学的整合,通过标准政府拨款获得资金非常困难,但是气候与生活中心很不错,因为它真正促进了多学科科学和资金工作更加广泛的开展。他希望他的新工具最终能够产生野火概率的季节性预测。例如,同样的模型可以用于在晚春估计即将到来的夏季华盛顿东部小瀑布发生大火灾的可能性。这些信息可能对正在考虑预防性维护措施(如规定的烧伤或森林变薄)的土地管理者和业主有所帮助。此外,它还可以提高公众对野火风险的认识,并促使人们保持他们的院子安全或计划如何在发生火灾时撤离。这些信息可能有助于指导从个别家庭到州政府的各种规模的决策。最终,他希望从他的研究中汲取的经验将有助于为世界其他地区建立区域火力模型。Williams设想有一天,各个国家都会出现一个区域火灾模型的“拼图” ,可以更好地了解未来野火的表现。

参考:https://phys.org/news/

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