高速极早探测森林火灾产品极为世界需求
作者:谊信(AVA)    发布于:2012-08-10 17:58:45    浏览 (1652)
摘要:世界上每年总有一些国家发生不同程度的森林大火,它造成了生态环境的严重破坏,既损失巨额资源又消耗大量的人力物力。为此,科研人员正在潜心探索如何利用科技手段预测森林火灾发生的时间和测量大火蔓延的速度。
  世界上每年总有一些国家发生不同程度的森林大火,它造成了生态环境的严重破坏,既损失巨额资源又消耗大量的人力物力。为此,科研人员正在潜心探索如何利用科技手段预测森林火灾发生的时间和测量大火蔓延的速度。
  今年春季,美国一家公司将会推出一款利用生物能源供电的微型森林火警传感报警器的样品,它将在美国森林事务局监控下进行现场试验。研制这种预测森林火灾的装置起始于2006年,是一项非常了不起的科研计划。马萨诸塞州工程公司将该装置定名为MagCap,并投资1万美元聘请麻省理工学院化学专业的学生研究树林能否产生电力,内容包括能否利用树木与土壤间释放出的轻微酸性和产生的氢离子产生电力。
  另一个问题是森林产生的微弱电力能起什么作用。为此,麻省理工学院的研究人员研制了一种传感器,它能一天4次检测森林中树木间的温度、湿度、火灾蔓延速度等一系列数据。尽管由于可利用电量很少,传感器发送的信号也很弱,但传感器网络测到的数据仍可以传送到美国的2000个自动气象站中的一个,然后由自动气象站将数据通过卫星传回位于爱达荷州的国家消防中心署,这样就能测知何时何地的森林将会发生火警。
  近几年来,由于气候反常等不利因素,致使全球森林火灾频繁发生。一些国家采用了一系列预防和扑救森林火灾的先进手段,不仅避免了特大森林火灾的发生,而且使一般森林火灾的损失逐年下降。
  在法国地中海海滨地区,由于每年夏季晴朗、天气干燥,再加上不时吹刮的干冷强烈、名为密史拉托的北风,所以经常发生难以扑灭的森林大火。法国消防队的救火设备特别齐备。根据法国消防队的资料,一般离开水源不远的住所,每次救火飞机往返,需时仅3至4分钟。如果每次火灾有10架救火机参加战斗,往返10次就有1000吨、100次就有1万吨的水泻在火场上,森林大火很快就会被扑灭。正是因为这样,地中海岸边的森林尽管火灾繁多,但很少能延续到一天以上。
  法国消防队扑灭森林大火的优良效果,可以说是完全得力于这批购置于加拿大的飞机。这种飞机的特性在于载量大、驾驶简单、速度中等。法国20多年前向加拿大购进了一批这种飞机,以作扑灭地中海岸边森林发生大火之用。最近这几年法国还将一部分二次世界大战时的老运输机改装成救火飞机,加入地中海地区的消防队一同工作。
  从1997年开始,法国宇宙航空公司还推出一种作为参加地中海森林救火的“特别部队”工作的救火直升机,这就是松鼠形直升机。这种直升机机身下方增加了一只贮水器,正好放在两道起落架之间。贮水器是个扁平的长方形,左下方伸出一根吸水导管。每次吸水容量可达700公斤。森林发生火灾时,直升机可以利用任何天然水源。它飞临水面,作保持驻留飞行,同时将吸水管伸入水中,吸满时即可飞至火场灭火。
  加拿大是一个多林国家,森林覆盖率35%,是世界木材和林产品出口最多的国家之一。但在加拿大的广阔林区中,经常发生森林火灾,其中,雷击火灾占总火源的四分之一,但更多的森林火灾是野营或伐木作业时不慎而引起。加拿大的森林防火措施主要靠的是空中优势。各省防火中心都拥有包括侦察机、直升机、重型洒水机在内的各种类型的飞机。在每年防火期内,用于防火、灭火的飞机可超过一万架次。他们采用侦察机定时监视林火发生,遇有火灾,防火中心可根据火情,用直升机运送灭火人员及时赶到火场扑救,或调用水陆两用洒水机投入扑火战斗。在森林防火航空队中,大型飞机一次可装4吨水,飞临林火上空时,自控系统启动,打开机舱,水泄下去后,如同炸弹爆炸一样,水珠四溅,压住烈焰,熊熊大火便被扑灭。
  最近,加拿大还专门设计出一种森林灭火专用飞机。该机是水陆两用型,机身为船形,可在水面上起降,机身两侧设有活动起落架,着陆时可以斜着向外并向下延伸,机头下部还有一伸缩自如的单轮起落架。机身腹部设有水箱两只,飞机俯冲至水面并继续前进一段距离,水即可自动由水勺经导管灌入水箱,20秒钟即可装满5吨,然后带水飞向火场,飞机可在火场上空30米高度,以175公里时速飞行,在瞄准火点后,按动电钮,两水箱储水可同时或先后向火场倾泻。
  美国火灾每年毁坏近2400万亩森林,造成数十亿美元损失,还要花费数亿美元扑灭林火。以往,消防人员只能推测森林火源位置、火势移动快慢、林木和下层林丛燃烧速度,以及应在何处设置迎火来阻止灾情蔓延。但一次错误的估计,可能将一场小型灌木林火误认为是毁灭性森林火灾,或出现相反的情况。
  对付森林火灾的方法正在迅速改进。现代消防人员的装备已经扩大,不再仅仅是斧头和铁锹,还包括了卫星、太阳能天气站、闪电自动探测器,以及精确性预测火势的计算机。这些高技术手段能够测定地形效应、植被易燃性,甚至火焰随天气变化的情况。美国土地管理局官员说,以前对火灾的反应几乎总是出自急于救火的强烈感情,因而常常为此付出代价。过去经常为寻找火灾出动飞机到处飞行;现在,飞机能够直接飞往雷击的地方。
  目前,联合防火中心的一台计算机与横贯美国西部安装在各地高柱上的33个探测器相联,跟踪风暴,并准确指出雷击起火位置(西部75%的大火灾是由雷电引起的)。这些探测器不但帮助该中心协调全国性的防火资源,而且帮助预测下一个有问题的区域。
  在美国西部,350个太阳能自动遥测天气站星罗棋布,它们不但测量风速风向、温度、气温、土壤温度和湿度,而且测量树木和树梢的温度和湿度。卫星照片显示植被类型和密度。
  美国政府一直在不断扩大它的防火系统。1985年,开始将信息资料输入一个称作“初始火灾管理系统”的计算机网络,它可通过终端与西部50个防火办公室紧密联系。研究人员还设计了一个叫做“行为”的计算机程序,它利用燃烧速度、湿度、风速和地面坡度预测森林火灾扩大的速度、路径、强度甚至火焰的高度。最初一次“行为”试验,是对1984年蒙大拿州山口自然保护区的林火进行的。虽然大火威胁着一个娱乐场和居住区,但是扑灭大火将会使消防人员处于极度危险的环境。通过概率分析,“行为”预测任其自然燃烧,林火将在旷野自行熄灭。正如所料,危险过去了,节约灭火费用75万美元。
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