Исследователи Томского госуниверситета и Института оптики атмосферы СО РАН воссоздали степной пожар на площади 600 метров и изучили основные характеристики для этого участка — влажность, температуру, давление, воздушные потоки и содержание различных веществ в воздухе.
Температура и влажность на месте пожара повышаются резко, но сам процесс горения очень неравномерный. Самые интересные результаты получились при анализе данных для воздушных потоков. Поскольку на участке выделялось очень много тепла (максимальная температура оказалась выше 900°С), то нагретый воздух поднимался вверх, тем самым усиливая вклад вертикальной составляющей ветра, который, несомненно, также влияет на огонь. Получился своего рода насос, закачивающий кислород из окружения, — пожар сам себя снабжает топливом, горение ускоряется. Это явление — «собственный ветер» — теоретически описывалось еще в конце прошлого века, но экспериментальные доказательства его существования появились лишь сейчас.
Кроме того, нагрев вносит хаос в естественные потоки: ровные, не перемешивающиеся (ламинарные) струи воздуха становятся вихрями. Это не только способствует распространению пожара на новые территории, но и нарушает атмосферные режимы — например, дождевые тучи разгоняются, и осадки, которые могли бы потушить огонь, просто не выпадают.
«Также наши эксперименты показали, что даже небольшой пожар способствует выбросу в атмосферу значительного количества загрязняющих веществ. Кроме оксидов, это еще и метан, но мы пока не можем объяснить, откуда он берется. В любом случае, хотя из-за воздушных потоков на нашу станцию газы попали не сразу, мы смогли их зарегистрировать. Значит, такой подход позволяет засечь возгорание на ранних этапах — пока не наступили катастрофические последствия — и вовремя его потушить», — отметил руководитель проекта, заведующий учебной лабораторией кафедры физической и вычислительной механики ММФ ТГУ Денис Касымов.
Пока не известно, как именно внедрять такой подход в практику. Исследование стало первым этапом на пути разработки соответствующих систем.
Ранее мы рассказывали, что томский ученый собрал установку для изучения низовых пожаров и получил на нее патент. Его исследования помогут в дальнейшем прогнозировать распространение низовых лесных пожаров, а также оценивать уязвимость строительных материалов перед огнем.
