حساسیت مدل گسترش آتش سطحی به تغییرات در رطوبت ماده سوختنی زنده (مطالعه موردی: بخش جنوبی پارک ملی گلستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 پردیس دانشکده‌ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران،

چکیده

پارامترهای مدل گسترش آتش سطحی Rothermel به دو گروه اصلی پارامترهای محیطی مانند سرعت­ باد سطحی و درجه شیب  و پارامترهای ماده سوختنی مانند رطوبت­های ماده سوختنی و بارهای ماده سوختنی در طبقات مختلف ماده سوختنی، طبقه­بندی می­شود. مدل­های ماده سوختنی برای ساده­سازی ارائه کمپلکس ماده سوختنی برای مدل گسترش آتش استفاده می­شوند و مقدار و مشخصات فیزیکی هر طبقه ماده سوختنی زنده و مرده را تشریح می­کنند. در این مطالعه، مدل گسترش آتش سطحی Rothermel برای ارزیابی ارزش­های کلیدی رفتار آتش سطحی در دامنه­ای از رطوبت­های ماده سوختنی زنده برای مدل­های ماده سوختنی انتخاب­شده در بخش جنوبی پارک ملی گلستان استفاده شد. پارامترهای محیطی ثابت نگه داشته شدند، در حالی که رطوبت­های ماده سوختنی زنده در طیف وسیعی از ارزش­های مشاهده شده میدانی تغییر داده شد. نرخ گسترش سطحی، طول شعله و شدت خط آتش در این دامنه از رطوبت­های ماده سوختنی زنده برای 14 مدل­ ماده سوختنی استاندارد انتخاب‌‌شده در منطقه مطالعه بررسی شد. مشخصات رفتار آتش، حساسیت زیادی به رطوبت ماده سوختنی زنده نشان داد که این واکنش وابسته به مدل ماده سوختنی است. در موارد بسیاری، تغییرات کوچک در رطوبت ماده سوختنی زنده تغییرات شدیدی در رفتار آتش پیش­بینی­شده نشان‌‌داد. این تغییرات بزرگ ناشی از ترکیب رطوبت اطفاء ماده سوختنی زنده تجمعی مدل، حد سرعت باد موثر و تابع انتقال بار دینامیک برخی از مدل­های ماده سوختنی بررسی شده است. علاوه بر این، حساسیت مدل گسترش آتش سطحی به تغییرات رطوبت ماده سوختنی زنده در قالب اندازه پیش­بینی­شده برای زون امنیت آتش­بانان مورد بحث قرار گرفت.
 

کلیدواژه‌ها


- غلامی باغی، نغمه.، مصداقی، م.، (1385) "بررسی تنوع الگوی مکانی گونه­های مهم مرتعی پارک ملی گلستان و مناطق همجوار"، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 13، شماره 2: 171-161.

 

- میردیلمی، طیبه.، شتایی، شعبان.، کاووسی، م. (1392) "پهنه­بندی خطر آتش­سوزی در پارک ملی گلستان با استفاده از روش ترکیب خطی وزنی (WLC) "، مجله جنگل ایران، انجمن جنگلبانی ایران، سال پنجم،      شماره 4: 390-377. 

- Akhani, H. E., (1982) “Aids to determining fuel models for estimating fire behavior”, GTR-INT-122, USDA Forest Service. (Ogden, UT).

 

- Andrews, P. L., Queen, L. P., (2001) “Fire modeling and information system technology”, International Journal of Wildland Fire, Vol. 10, pp. 343–352.

 

- Andrews, P. L., Bevins, C., Carlton, D., (2002) “BehavePlus fire modeling system. Version 1.0: user’s guide”, United States Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Systems for Environmental Management. Fort Collins, CO.

 

- Andrews, P. L., Bevins, C. D., (2003) “BehavePlus fire modeling system, version 2: Overview”, in ‘2nd InternationalWildland Fire Ecology and Fire Management Congress’. (Orlando, FL)

 

- Andrews, P. L., (2008) “BehavePlus fire modeling system, version 4.0: Variables”, United States Department of Agriculture. Forest Service. General Technical Report RMRS-GTR-213WWW. Fort Collins, CO, 2008.

 

- Arca, B., Duce, P., Laconi, M., Pellizzaro, G., Salis, M., Spano, D., (2007) “Evaluation of FARSITE simulator in Mediterranean maquis”, International Journal of Wildland Fire, Vol. 16, pp. 563–572.

 

- Alcasena, F. J., Salis, M., García, C. V., (2016) “A fire modeling approach to assess wildfire exposure of valued resources in central Navarra, Spain”, European Journal of Forest Research, Vol. 135, No. 1, pp. 87–107.

 

- Allard, G., (2001) “The fire situation in Islamic Republic of Iran”, In: FRA Global Forest Fire Assessment 1990- 2000. Forest Resources Assessment Programme, Working Paper 55, pp. 198-202.

 

- Baker, W. L., Ehle, D., (2001) “Uncertainty in surface-fire history: the case of ponderosa pine forests in the western United States”, Canadian Journal of Forest Research, Vol. 31, pp. 1205-1226.

 

- Banj Shafiei, A., Akbarinia, M., Jalali, G., Hosseini, M., (2010) “Forest fire effects in beech dominated mountain forest of Iran”, Forest Ecology and Management, Vol. 259, pp. 2191-2196.

 

- Berjak, S. G., Hearne, J. W., (2002) “An improved cellular automaton model for simulating fire in a spatially heterogeneous Savanna system”, Ecological Modelling, Vol. 148, No, 2, pp. 133-151.

- Butler, B., Cohen, J. D., (1998) “Firefigther Safety Zones: A theoretical model based

on radiative heating”, International Journal of Wildland Fire, Vol. 8, pp. 73–77.

 

- Ceccato, P., Leblon, B., Chuvieco, E., Flasse, S., Carlson, J. D., (2003) “Estimation of live fuel moisture content”, In ‘Wildland fire danger estimation and mapping, the role of remote sensing data’. (Ed. E Chuvieco) (World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.: Singapore)

 

- Djamali, M., de Beaulieu, J. L., Campagne, P.,  Andrieu-Ponel, V., Ponel, P., Leroy, SAG, Akhani, H., (2009) “Modern pollen rain–vegetation relationships along a forest–steppe transect in the Golestan National Park, NE Iran”, Review of Palaeobotany and Palynology, Vol. 153,  pp.272–281.

 

- FAO., (2005) “Global Forest Resources Assessment”, Progress to wards Sustainable Forest Management, 350 pp.

- Forestry Canada Fire Danger Group. (1992). “Development and structure of the Canadian Forest Fire Behavior Prediction System”, For. Can. Inf. Rep. ST-X-3, Ottawa.

 

- Gu, F., Hu, X., Ntaimo, L., (2008) “Towards validation of DEVS-FIRE wildfire simulation model”, Proc. High Performance Computing and Simulation Symposium (HPCS08), part of SpringSim08, 2008.

 

- H., (1998) “Plant biodiversity of Golestan National Park, Iran”, Stapfia, Vol. 53, pp. 1–411.

 

- Isukapalli, S. S., (1999) “Uncertainty analysis of transport-transformation models”. (Rutgers University, Newark: NJ)

 

- Jolly, W. M., (2007) “Sensitivity of a surface fire spread model and associated fire behaviour fuel models to changes in live fuel moisture”, International Journal of Wildland Fire, Vol. 16, pp. 503–509.

 

- Jose, R. S., Perez, J. L., Gonzalez-Barras, R. M., Pecci, J., Palacios, M., (2014) “Sensitivity analysis of a FMC model for improving forecasting forest fires: Comparison with real fires in Spain”, Geophysical Research Abstracts, Vol. 16, EGU2014-4178, 2014

 

- Luke, R. H., McArthur, A. G., (1978) “Bushfires in Australia”, Australian Government Publishing  Service, Canberra, ACT.

 

- Marshall, P. L., Davis, G., LeMay, V. M., (2000) “Using line intersect sampling for coarse woody debris”, Tecnical Report TR-003, Research Section, Vancouver Forest Region, British Columbia Ministry of Forests. 37 p.

 

- Marshall, P. L., Davis, G., Taylor, S., (2003) “Using line intersect sampling for coarse woody debris: Practitioner’s questions addressed”, Ministry of Forests. -Vancouver Forest Region Extension Note EN-012. 10 pp.

 

- Matthews, S., Sullivan, A. L., Watson, P., Williams, R.J., (2012) “Climate change, fuel and fire behaviour in a eucalypt forest”, Global Change Biology, Vol. 18, No. 10, pp. 3212-3223.

 

- McRae, G. J., Tilden, J. W., Seinfeld, J. H., (1982) “Global sensitivity analysis – a computational implementation of the Fourier Amplitude Sensitivity Test (FAST)”, Computers & Chemical Engineering, Vol. 6, pp. 15–25.

 

- Morandini, F., Santoni, P., Balbi, J., (2001) “The contribution of radiant heat transfer to laboratory-scale fire spread under the influences of wind and slope”, Fire Safety Journal, Vol. 36, No. 6, pp.   519-543.

 

- Rothermel, R. C., (1972) “A Mathematical Model for Predicting Fire Spread in Wildland Fuels” , USDA Forest Service Research Paper, INT-115. (Intermountain Forest and Range Experiment Station: Ogden, UT)

 

- Russell, S., (2005) “Fuel Loading, Fuel Moisture Are Important Components of Prescribed Fire”  , Rangelands, Vol. 27, No. 5, 20 pp.

- Salis, M., (2008) “Fire Behavior simulation in Mediterranean Maquis using FARSITE (Fire Area Simulator)”, PhD Doctoral Thesis, Universita' Degli Studi Di Sassari. 166 pp.

 

- Santoni, P. A., Filippi, J. B., Balbi, J. H., Bosseur, F ., (2011) “Wildland fire behaviour case studies and fuel models for landscape-scale fire modeling”, Journal of Combustion, Vol. 2011: Article ID 613424. 12 p.

 

 

- Taylor, S. W., Woolford, D. G., Dean, C. B., Martell, D. L., (2013) “Wildfire prediction to inform fire management: statistical science shallenges”, Statistical Science, Vol. 28, No. 4, pp. 586–615.

 

- Scott, J. H., Burgan, R., (2005) “Standard fire behavior fuel models: A comprehensive set for use with Rothermel’s Surface Fire Spread Model”, USDA Forest Service, Rocky Mountain Research Station, RMRS-GTR-153. (Fort Collins, CO).

 

- Sullivan, A., (2009) “Wildland surface fire spread modelling, 1990–2007. 2: Empirical and quasiempirical models”, International Journal of Wildland Fire, Vol. 18, pp.369-386.

 

- Sun, L., Zhou, X., Mahalingam, S., Weise, D. R., (2006) “Comparison of burning characteristics of live and dead Chaparral fuels”,  Combustion and Flame, Vol. 144, pp. 349-359.

 

- Varasteh Moradi, H., (2005) “Determination of sex ratio and age groups in two species Cervus elaphus and Capreolus capreolus in Golestan National Park”,  Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, Vol. 12, No. 4, pp. 154-161.

 

- Vega, J. A., Cuinas, P., Fontrubel, T., Perez-Gorostiaga, P., Fernandez, C., (1998) “Predicting fire behvaior in Galicia (NW Spain) shrubland fuel complexes”, In: Viegas DX, editor. Proceedings of the Third International Conference on Forest Fire Research, Luso, Portugal: University of Coimbra; 1998. pp. 713-28.

 

- Viegas, D. X., Ribeiro, P. R., Maricato, L., (1998) “An empirical model for the spread of a fireline inclined in relation to the slope gradient or to wind direction”, in: Viegas DX, editor. Proceeding of the Third International Conference on Forest Fire Research, vol. 2718. Coimbra, Portugal: University of Coimbra; 1998. pp. 325-42.