【案例】草原火灾预警,我们可能忽略了一个关键事实!
0 191 楼主 发表于 2018-09-27 17:36:07
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草原火灾是一种对草原生态、牧业生产、人民生命财产有巨大破坏力的灾害,星星之火就可迅速形成燎原之势。近30年来仅内蒙古发生的草原火灾达4116起,平均每年发生137.2起。


引起火灾的原因除了人为原因以外,因自然原因引起的干旱、雷击火等造成的草原火灾也时时威胁着草原的安全。


目前对于草原火灾预警通过人工瞭望塔、人工巡查、气象站、摄像头、无人机等方式进行监测。


该类监测系统是目前草原火灾预警最常见的监测系统,但依靠它进行火灾预警确实有点勉强。


它用于预警分析的数据基本来自摄像监控数据、无人机监控数据以及部分气象数据,核心数据是气象数据。监测数据种类单一、覆盖面窄,且数据挖掘不足,不足以进行事前预测,仅能做到事中监测。


常见的草原火灾预警分析对气象因素均进行了全面的监测,但引起草原火灾的因素非常错杂,依靠单独的气象因素无法进行有效地预警。


除了气象因素的影响,草原火灾我们一直忽略了另外一个关键事实,那就是对草原干旱情况的实时掌握。

在我们看来,对草原火灾的预警须综合考虑草原干旱情况、草原气象的变化状况,根据现场实时监测的数据进行火情预警。


利用ET0实时监测草原干旱状况

草原干旱状况的掌握,对预警草原火灾至关重要。长期干旱的草原更容易发生火灾。因此,需要对目标草原的干旱状况进行监测,对草原未来一段时间内的干旱程度进行预测;同时评估干旱等级,为草原火情预警提供数据支撑。

广义的干旱是指长期无雨或少雨,使土壤水分不足、作物水分平衡遭到破坏。

在这里我们使用蒸发蒸腾量ET0来反映草原干旱状况。

ET0反映了土壤不缺水的情况下,气象条件对作物需水的影响,在不同的季节、天气(阳光/阴雨天)情况下,它所呈现的数值大小有很明显的区分。


中国历史5月1日ET0数据图 图|E生态


东方生态e生态平台有从1981年开始至今37年精确到一公里的ET0历史数据,对目标草原1981年至现在的ET0数据进行计算,确定目标地区的ET0干旱标准和评价等级。

对同比ET0数据进行分析,根据历史趋势对未来7天的ET0数据进行预测,以此来评估旱情,辅助预警火情。

例如下图是赤峰地区2014年至2017年的ET0数据表,从图中明显可以看出,2017年的蒸发蒸腾强度、达到的峰值远大于前三年;2017年ET0大数值的开始时间明显早于前三年的开始时间;持续时间也长于前三年的数据。


赤峰地区2014年-2017年ET0数据表 图|E生态


目前在E生态平台,每个用户可以免费创建10个ET0观测点,监测全国任意一个地方,持续获取该监测点的从1981年至今37年的参考蒸发蒸腾量数据及未来7天的参考蒸发蒸腾量预测数据。


开发草原火情模型预警风险

根据研究,降雨量的大小、日最高气温、相对湿度、风速风向对草原火灾的影响最为明显。

降雨量大小直接影响林区可燃物的含水量。如果一个地区的年降水量超过1500毫米,或月降水量超过100毫米,一般不发生或者很少发生森林火灾;

日最高气温往往是该地着火与否的主要指标。草原火灾发生最多的时间,多半是白天气温最高的时段;

白天由于太阳照射,水分蒸发,相对湿度较低,森林中可燃物的水分蒸发比较迅速,因此火灾的发生记录比较高。相对湿度越小,越容易发生火灾;

风可以使未燃烧的可燃物蒸发变干,易燃;可燃物燃烧后,通过风带来新鲜氧气,使火燃烧地更旺;

风又是草原火蔓延的重要因子,风速越大,火烧面积也越大。一旦火情发生,风速风向也能有效预警火势的蔓延。

因此,加大草原监测网点密度及对多气象因子的实时监测非常重要。但我国目前草原火情的监测网点密度和发达国家相比仍有距离,易产生「漏网之鱼」,已部署的许多气象设备均已老旧,在数据的准确性、稳定性方面已显不足。

我们利用天圻生态环境监测设备实时监测草原空气温湿度、风速风向、降雨、日照小时数、大气压力、太阳辐射数据。


天圻介绍 图|东方生态官网


它是集成一体设计,比普通气象站更容易安装,单人仅30分钟即可安装完毕,稳定、数据精准度高,无需人工维护,因此适合大量布设在草原各个角落。

除了对气象因素的实时监测,重要的是,我们对天圻监测到的大量数据进行综合分析,开发草原防火预警模型,给出五种级别预警,告知用户草原易燃程度,实时推送至手机查看。

根据对应的级别预警,用户即可有针对地进行防火准备。

同时它可以在火情发生后,对燃烧产生的TVOCPM2.5等污染物数据进行采集分析,及时掌握火情发展;根据风速风向结合地形因素,对火势蔓延速度进行分析,提供灾情发展指导,有效帮助用户了解火灾进展,并进一步控制火情蔓延。



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本贴最后由 官方小马甲 于 2018-10-17 14:30:31 编辑
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