این انجمن به دانشمندان در ارزیابی پیش بینی دود کمک می کند – ScienceDaily


در تابستان دودی سال 2018 ، دو آتش سوزی در ایالت یوتا باعث سوختن 121000 هکتار شد که دود به دره های جبهه واساچ می ریخت. دانشمندان جوی همیشه در تلاشند تا نحوه حرکت دود از آتش را بهتر پیش بینی کنند ، همانطور که برای پیش بینی طوفان و طوفان برف نیز کار می کنند.

اما آتش سوزی های سال 2018 فرصتی بی نظیر برای دانشمندان فراهم کرد. در آن سوی جبهه Wasatch ، هم محققان و هم اعضای جامعه حسگرهای كیفیت هوا را به اندازه كافی حفظ می كنند تا تصویری با وضوح بالا از نحوه حركت دود در دره ارائه دهند – ایده آل برای آزمایش و تصفیه مدل های پیش بینی دود.

درک مالیا ، استادیار گروه علوم جوی گفت: “این پیش بینی مانند روشی است که ما می توانیم از هوای بارانی یا شرایط صاف پیش بینی کنیم” ، با این تفاوت که اکنون می توانیم آن را برای دود انجام دهیم.

مالیا و همکارانش ، از جمله محققان گروه مهندسی شیمی و دانشکده فناوری رایانه ، یافته های خود را در مجله تحقیقات ژئوفیزیک – جوها منتشر کردند.

شبکه کیفیت هوا

کیفیت هوا برای یوتا در اولویت است. با توجه به جغرافیای کوهستانی دره دریاچه نمک ، این منطقه وارونگی دمای زمستان را تجربه می کند که آلودگی هوا و انتشار آن را جذب می کند ، که اغلب منجر به شرایط ناسالم هوا می شود. محققان ، به ویژه محققان از U ، تمرکز خود را بر درک و اندازه گیری شرایط هوا در این دره از طریق شبکه ای از حسگرهای تحقیقاتی گذاشته اند. آنها همچنین سنسورهایی را روی وسایل نقلیه ای که از طریق دره در حال حرکت هستند نصب کرده اند: یک ریل سبک TRAX ، اتومبیل های Google StreetView و یک ون با محبت NerdMobile.

اعضای جامعه همچنین سنسورهای خود را حفظ می کنند. کری کلی ، استادیار مهندسی شیمی و همکارانش حسگرهای ذره ای بهم پیوسته با هزینه کم تولید کرده اند که توسط صاحبان خانه در دره دریاچه سالت حفظ می شود و وضوح اندازه گیری را بهبود می بخشد. شبکه حسگر ارزان Air Quality و yoU یا AQ&U نامیده می شود. آلودگی هوا به طور مساوی توزیع نشده است و همه این حسگرها با هم به محققان کمک می کنند تا بفهمند هوای آلوده کجا ، چه زمانی و چرا.

مدل سازی دود

در تابستان یوتا ، وارونگی دما مشکلی ایجاد نمی کند. اما دود ناشی از آتش سوزی جنگل های غربی مانند این است.

مالیا می گوید: “از نظر عملی ، دود یکی دیگر از متغیرهایی است که باید در پیش بینی هواشناسی از آن استفاده کنیم.” “همانطور که آب و هوای نامناسب مانند برف یا رعد و برق می تواند فعالیت های روزمره ما را تحت تأثیر قرار دهد ، دود نیز می تواند نقش مهمی داشته باشد.” به گفته وی ، به ویژه افراد آسیب پذیر مبتلا به آسم یا سایر بیماری های تنفسی یا قلبی عروقی آسیب پذیر هستند. دود همچنین می تواند بر استراحت تأثیر بگذارد. “چه کسی می خواهد مکان های دیدنی را ببیند هنگامی که یوتا دود گرفته است؟”

مدل هایی که حرکت دود را پیش بینی می کنند باید تأیید شوند یا با مشاهدات مقایسه شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها شرایط دود را با دقت مناسب شبیه سازی می کنند. اما وقتی آتش سوزی در مکان های از راه دور رخ می دهد ، تعداد محدود سنسورهای کیفیت هوا معمولاً برای ارزیابی مدل ها کافی نیست. اینجاست که شبکه کیفیت هوا دره سالت لیک ارائه می شود.

آنچه شبکه دیده است

در طول فصل آتش سوزی 2018 ، نزدیک به 60،000 آتش سوزی نزدیک به 9 میلیون هکتار از جمله بیش از 18000 خانه را در ایالات متحده سوخت. پس از ماهها شرایط گرم و خشک ، آتش سوزی پل کریک و کوههای طاس با هم نزدیک به 121000 هکتار را در مرکز یوتا سوزاند. دره های پر از دود در جبهه واساچ که خوشبختانه مجهز به ابزارهای با کیفیت هوا بودند. وقتی آتش با خیال راحت مهار شد ، محققان یک فرصت علمی را دیدند.

مالیا ، کلی ، دانشیار لوگان میچل و همکارانش ، از جمله پروفسور آدام کوچانسکی از دانشگاه ایالتی سن خوزه و پروفسور یان ماندل از دانشگاه سی دی دنور ، داده های سنسورها – چه تحقیقاتی و چه نسخه های کم هزینه خانه های مردم را بررسی کردند. نتایج آنها نشان داد که اندازه گیری ذرات معلق در هوا از حسگرهای ارزان قیمت در 10٪ اندازه گیری های سنسورهای مجاور با کلاس تحقیق دقیق است.

پیش بینی های دود این مدل زمان ورود دود را به تصویر می کشد ، اما نه مقدار آن – محققان دریافتند که پیش بینی مقدار دود را بیش از دو برابر تخمین زده است. این نتیجه به دانشمندان کمک می کند تا به مدل برگردند و دلیل آن را درک کنند ، تا نسخه بعدی دقیق تر باشد.

همچنین نتایج برخی از ایده ها را در مورد چگونگی پراکنده کردن دره ها در کوه ها نشان می دهد. ملیا می گوید: “به عنوان مثال ، ما دریافتیم كه بادهای دره در شب می توانند هوای تمیزتر كوه را به دره فیلتر كنند ، بنابراین در نزدیكی نیمكت های دره شاهد هوای آلوده كمتری هستیم.”

ارزش اجتماع

مالیا می گوید این حسگرها در قطارهای TRAX برای پوشش بیشتر زمین نسبت به یک مانیتور ثابت هوا بسیار ارزشمند هستند و درگیری اعضای جامعه با سنسورهای اطراف خانه هایشان برای گسترش بیشتر منطقه مورد مطالعه کلیدی است.

وی گفت: “فضای خصوصی زیادی در دره وجود دارد ، بنابراین درگیری با مردم تنها راهی است که می توانیم از مناطق مختلف دره دریاچه نمک به درستی نمونه برداری کنیم.” “این به ما امکان می دهد از نقاط بیشتری دره نمونه برداری کنیم و به ما اطمینان بیشتری می دهیم تا نقاط قوت و ضعف پیش بینی های مربوط به دود را شناسایی کنیم.”

متأسفانه ، او اضافه می کند ، روزهای دودی در آینده بیشتر خواهد شد. انتظار می رود که تغییرات آب و هوایی شرایط گرم و خشک را بیشتر کند ، که این ایده ایده آل برای آتش سوزی های بی شمار و شدید جنگل است. پیش بینی ها نمی توانند جلوی آمدن دود را بگیرند ، همانطور که پیش بینی های هوا می تواند از کولاک یا طوفان جلوگیری کند – اما می تواند به همه ما کمک کند تا مطلع و آماده بمانیم.


منبع: khabar-erfan.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*