Ученые ТГУ предложили новый способ раннего обнаружения природных пожаров
Исследования по проекту «Комплексное теоретико-экспериментальное исследование характеристик природного пожара и конденсированных продуктов горения с целью их дистанционного обнаружения и прогноза распространения» проводят ученые механико-математического факультета (ММФ) Томского госуниверситета (ТГУ) в партнерстве со специалистами Института оптики атмосферы СО РАН, 12 августа сообщает пресс-служба вуза.
В мире до сих пор нет эффективной системы раннего обнаружения природных пожаров. Использующийся в основном способ прямого наблюдения работает, но при этом ограничен в дальности обнаружения, достоверности и других параметрах.
Дополнительно используемый спутниковый мониторинг также имеет ряд недостатков, которые требуют верификации полученных данных. Так, солнечное излучение, отраженное от крыш домов, или, например, нагретая солнцем пашня на таких снимках будут очень похожи на очаг горения.
Ученые ТГУ исследуют, по каким признакам природные пожары можно обнаружить на больших расстояниях с помощью стационарных и мобильных измерительных комплексов, а также активных и пассивных методов. Они собираются попробовать на роль таких признаков атмосферную турбулентность и маркерные газы пожара.
Руководитель проекта, доцент кафедры физической и вычислительной механики ММФ ТГУ Денис Касымов рассказал о ведущейся коллективом работе:
«По сути, мы развиваем теорию, основанную на предположении о взаимосвязи между гидродинамическими и термодинамическими процессами, протекающими во фронте пожара и в окружающей атмосфере. Если говорить простыми словами — мы ловим пространственное распределение дыма, а также выделившуюся от пожара энергию. Эта энергия формирует так называемую атмосферную турбулентность, которая также находится в фокусе нашего внимания, так как служит одним из признаков формирования очага горения».
Исследователи намерены научиться быстро и точно определять масштаб атмосферной турбулентности, чтобы на основании этого формировать план действий по предотвращению распространения возгорания. Для этого они проведут серию экспериментов совместно с Институтом оптики атмосферы СО РАН. Математики ТГУ намерены также создать модель и описание «пятнистых» пожаров.
Источниками природных пожаров могут быть грозы или неосторожные действия людей. При распространении фронта пожара часто происходит перенос ветром горящих частиц на значительные расстояния, что приводит к возникновению так называемых пятнистых пожаров. Это увеличивает площадь возгорания и усложняет его тушение.
Ученые ММФ поставили задачей создание модели переноса частиц и возникновения очага пожара, в чем им поможет разработанная в ТГУ уникальная установка по генерации потока горящих частиц и результаты, полученные ими в предыдущем проекте «Среднемасштабные исследования влияния различных видов источников зажигания на условия возникновения и распространения природных пожаров с применением современных методов термографии и математического моделирования».
В новом проекте новая математическая модель позволит им получить данные о влиянии состава, пористости и влажности древесины на процесс ее воспламенения при неоднородном распределении горящих частиц, что станет еще одним этапом развития теории горения.
Прогнозирование пожарной опасности на природно-урбанизированной территории будет опираться на базу данных о пожароопасных характеристиках строительных материалов, сформированную по результатам экспериментов, в которых будет изучаться поведение строительных конструкций в условиях аккумуляции горящих и тлеющих частиц.
Это позволит выработать научно обоснованные требования к пожароопасным материалам на случай аккумуляции таких частиц, что может быть использовано для уточнения существующих противопожарных строительных норм для жилых и производственных объектов.
