Предлагается обзор результатов физического и математического моделирования лесных пожаров, полученных в Томском государственном университете. Дается общая физическая модель лесных пожаров, приводится основная система уравнений, основные граничные и начальные условия. Обсуждается структура фронта пожара и предельные условия его распространения. Формулируется новая концепция борьбы с лесными пожарами.
F. A. Albini, J. K. Brown*
Mechanical Engineering Department Montana State University, Bozeman MT 59717 *USDA Forest Service Intermountain Fire Sciences Laboratory, P. O. Box 8089, Missoula MT 59807
Страницы: 55-70
A qualitative assessment is made of the role of mathematical modeling in predicting the effects of wildland fires. Specific roles for mathematical models of physical processes involved in causing fire effects are identified in creating decision aids for helping managers make better decisions in planning fire use and in strategic planning of wildfire suppression. More direct roles are seen in helping to strengthen our knowledge base about fire effects through more efficient use of research resources. In assessing the potential utility of mathematical models in these roles, a novel taxonomy of wildland fire effects is introduced, based on longevity of the effect, time delay between fire and emergence of effect, and distance between fire and effect. Physical processes are identified as candidates for mathematical modeling, as are factors complicating the realization or use of the models. Candidate modeling topics are identified as
J. G. Goldammer
c/o Freiburg University, D-79085 Freiburg, Germany Max Planck Institute for Chemistry, Biogeocnemistry Department, Fire Ecology Research Group
Страницы: 83-98
One of the first priority areas among joint East/West research programs is the rational use of natural resources and sustainable development of regions. In the boreal zone of North America and Eurasia forests are economically very important, at the same time being highly vulnerable to disturbances. Because of its size and ecological Junctions the boreal forest and fire &hdash; its most dynamic disturbance factor &hdash; play an important role in ecosystem processes at a global scale. This paper provides an overview on the role of boreal forest fires on ecosystems, atmosphere and climate.
Рассматривается зажигание слоя лесного горючего материала (ЛГМ) цилиндрическим источником. На основе численных расчетов определены критические значения радиуса головешки, при котором она способна стать причиной низового пожара. Зависимости критического размера определены как функции влагосодержания и условий тепло- и массообмена слоя ЛГМ с внешней средой. Сделана оценка того, как влияет игнорирование внутренней структуры головешки и процессов, происходящих в ней, на критический размер. Установлено, что вначале осуществляется гетерогенное зажигание головешки, а затем – слоя опада.
В осесимметричной постановке решена задача о возникновении массовых лесных пожаров в результате техногенных катастроф. Приведены результаты численных расчетов, из которых следует, что механизм зажигания в данном случае такой же, как и для столкновительных катастроф. Сравнение предельных размеров зон зажигания для различных мощностей ядерных зарядов в двумерном и квазиодномерном приближениях показало хорошее согласование.
Даны оценки масштабов вызванных ядерными взрывами пожаров, приводящих к инжекции в атмосферу значительных количеств дыма и сажи. Эти оценки основаны на исследованиях, связанных с проблемой «ядерной зимы» – сильного охлаждения земной поверхности за счет экранирования солнечного излучения задымленной атмосферой после широкомасштабной ядерной войны.
Методами поляризационной нефелометрии, фотоэлектрического счета частиц и электронной микроскопии исследованы особенности микроструктуры и оптических характеристик древесных дымовых аэрозолей в зависимости от режима сжигания, интенсивности дымообразования, «старения» во времени, искусственного изменения относительной влажности воздуха и нагрева частиц. Предложена трехфракционная модель дисперсного состава частиц и обоснована роль каждой фракции на стадиях дымообразования и последующей трансформации. Показано, что определяющим фактором для образования сильнопоглощающих частиц (сажесодержания) является режим сгорания. Оценены параметры поглощения и содержания летучих соединений в веществе дымовых частиц.
Рассмотрены параметры разрядов молнии на землю, влияющие на возникновение лесных пожаров. Изложены основные результаты исследований пространственно-временных характеристик грозовой деятельности на территории Сибири и Казахстана.
Приводятся результаты экспериментального определения прочности кокса типичного обугливающегося резиноподобного теплозащитного материала. На основании расчетного исследования с использованием полученных экспериментальных данных выделена область температур, соответствующая зоне наименьшей прочности кокса обугливающихся полимерных материалов. Выделены режимы термохимического и термомеханического разрушений. Установлен механизм разрушения кокса обугливающихся резиноподобных материалов.
A. М. Гришин, А. А. Долгов, В. П. Зима, А. В. Исаков*, B. В. Рейно*, Р. Ш. Цвык*
"Томский государственный университет, 634050 Томск *Институт оптики атмосферы СО РАН, 634055 Томск"
Страницы: 3-11
Рассмотрены результаты применения тепловизионной методики исследования изменения поля яркостной температуры низовых лесных пожаров в лабораторных условиях. Анализируются динамика некоторых характеристик (скорости движения фронта горения, размеров пламени, полной энергии и др.) и изменения поля яркостной температуры, обсуждается методика установления соответствия между термодинамическими и яркостными температурами.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
