Sådan fungerer brande

På bare sekunder, en gnist eller endda solens varme alene udløser et inferno. Skovbranden spreder sig hurtigt, indtager det tykke, udtørret vegetation og næsten alt andet på sin vej. Det, der engang var en skov, bliver en virtuel pulverfad af uudnyttet brændstof. I et tilsyneladende øjeblikkeligt udbrud, skovbranden overhaler tusinder af hektar omgivende land, truer hjem og liv for mange i nærheden.

Gennemsnitligt 5 millioner acres brænder hvert år i USA, forårsager millioner af dollars i skade. Når en brand begynder, det kan sprede sig med en hastighed på op til 23 km / t, forbruger alt på sin vej. Når en brand spreder sig over børste og træer, det kan tage et eget liv - finde måder at holde sig i live, selv gyde mindre brande ved at kaste gløder miles væk. I denne artikel, vi vil se på skovbrande, undersøge, hvordan de fødes, leve og dø.

På en varm sommerdag, når tørkeforholdene topper, noget så lille som en gnist fra en togvogns hjul, der rammer sporet, kan antænde et rasende løbeild. Sommetider, brande opstår naturligt, antændt af varme fra solen eller et lynnedslag. Imidlertid, størstedelen af ​​naturbrande er et resultat af menneskelig skødesløshed.

Almindelige årsager til naturbrande omfatter:

• Brandstiftelse
• Lejrbål
• Kasserer tændte cigaretter
• Forkert brændende affald
• Leg med tændstikker eller fyrværkeri
• Foreskrevne brande

Alt har en temperatur, hvor det brænder i flammer. Denne temperatur kaldes et materiales flammepunkt . Woods flammepunkt er 572 grader Fahrenheit (300 C). Når træet opvarmes til denne temperatur, det frigiver kulbrintgasser, der blandes med ilt i luften, forbrænde og skabe ild.

Der er tre komponenter nødvendige for at antændelse og forbrænding kan forekomme. En brand kræver brændstof at brænde, luft til forsyning ilt , og a varme kilde til at bringe brændstoffet op til antændelsestemperatur. Varme, ilt og brændstof danner ildtrekant . Brandmænd taler ofte om brandtrekanten, når de forsøger at slukke ilden. Ideen er, at hvis de kan fjerne en af ​​søjlerne i trekanten, de kan kontrollere og i sidste ende slukke ilden.

Efter forbrænding og en brand begynder at brænde, der er flere faktorer, der bestemmer, hvordan ilden spredes. Disse tre faktorer omfatter brændstof , vejr og topografi . Afhængigt af disse faktorer, en brand kan hurtigt bruse eller blive til en rasende flamme, der svider tusinder af hektar.

1. Brændstofbelastninger
2. Vejrens rolle i skovbrande
3. Ild på bjerget
4. Kæmper Blaze

Brændstofbelastninger

Skovbrande spredes baseret på typen og mængden af ​​brændstof, der omgiver det. Brændstof kan indeholde alt fra træer, underbørste og tørre græsmarker til hjem. Mængden af ​​brandfarligt materiale, der omgiver en brand, kaldes brændstofbelastning . Brændstofbelastning måles med mængden af ​​tilgængeligt brændstof pr. Arealenhed, normalt tons pr. acre.

En lille brændstofbelastning får en brand til at brænde og spredes langsomt, med lav intensitet. Hvis der er meget brændstof, ilden vil brænde mere intensivt, får det til at sprede sig hurtigere. Jo hurtigere det opvarmer materialet omkring det, jo hurtigere disse materialer kan antænde. Brændstoffets tørhed kan også påvirke brandens adfærd. Når brændstoffet er meget tørt, det forbruges meget hurtigere og skaber en brand, der er meget vanskeligere at inddæmme.

Her er de grundlæggende brændstofkarakteristika, der afgør, hvordan det påvirker en brand:

• Størrelse og form
• Arrangement
• Vandindhold

Små brændstofmaterialer, også kaldet prangende brændstoffer , såsom tørt græs, grannåle, tørre blade, kviste og anden død børste, brænde hurtigere end store træstammer eller stubbe (det er derfor, du starter en brand med tænding frem for stammer). På et kemisk niveau, forskellige brændstofmaterialer tager længere tid at antænde end andre. Men i en løbeild, hvor det meste af brændstoffet er fremstillet af samme slags materiale, hovedvariablen i antændelsestid er forholdet mellem brændstoffets samlede overfladeareal og dets volumen. Da en kvists overfladeareal ikke er meget større end dens volumen, det tændes hurtigt. Til sammenligning, et træs overfladeareal er meget mindre end dets volumen, så det har brug for mere tid til at varme op, før det antænder.

Efterhånden som ilden skrider frem, det tørrer materialet lige ud over det - varme og røg, der nærmer sig potentielt brændstof, får brændstofets fugt til at fordampe. Dette gør brændstoffet lettere at antænde, når ilden endelig når den. Brændstoffer, der er lidt adskilt, tørrer også hurtigere ud end brændstoffer, der er pakket tæt sammen, fordi mere ilt er tilgængeligt for det udtyndede brændstof. Mere tætpakket brændstof bevarer også mere fugt, som absorberer ildens varme.

Vejrens rolle i skovbrande

Vejret spiller en stor rolle i fødslen, vækst og død af en løbeild. Tørke fører til ekstremt gunstige forhold for naturbrande, og vinde understøtter et løbeilds fremgang - vejret kan anspore ilden til at bevæge sig hurtigere og opsluge mere land. Det kan også gøre arbejdet med at bekæmpe ilden endnu vanskeligere. Der er tre vejringredienser, der kan påvirke naturbrande:

• Temperatur
• Vind
• Fugtighed

Som tidligere nævnt, temperaturen påvirker gnistdannelsen af ​​skovbrande, fordi varme er en af ​​de tre søjler i ildtrekanten. Pindene, træer og underbørste på jorden modtager strålingsvarme fra solen, som opvarmer og tørrer potentielle brændstoffer. Varmere temperaturer gør det muligt for brændstoffer at antænde og brænde hurtigere, tilføjer til den hastighed, hvormed et løbeild breder sig. Af denne grund, naturbrande har en tendens til at rase om eftermiddagen, når temperaturerne er som varmest.

Vind har sandsynligvis den største indvirkning på et løbeilds adfærd. Det er også den mest uforudsigelige faktor. Vinden forsyner ilden med yderligere ilt, yderligere tørre potentielt brændstof og skubbe ilden hen over landet med en hurtigere hastighed.

Dr. Terry Clark, seniorforsker ved National Center for Atmospheric Research, har udviklet en computermodel, der viser, hvordan vinde bevæger sig i lille skala. Siden 1991 har han har konverteret denne model til at omfatte brandeegenskaber, såsom brændstof og varmeudveksling mellem brande og atmosfæren.

”Vi ser på, hvad der hedder koblet ildatmosfære dynamik , hvor ilden og atmosfæren interagerer med hinanden, "Sagde Clark." Vi har set på, hvordan brande interagerer med miljøet og får nogle af karakteristika ved brandspredning og brandadfærd, gennem den modellering, vi har lavet. "

Clarks forskning har fundet ud af, at vinden ikke kun påvirker hvordan ilden udvikler sig, men at brande selv kan udvikle vindmønstre. Når ilden skaber sine egne vejrmønstre, de kan komme tilbage til hvordan ilden spredes. Stor, voldsomme naturbrande kan generere vind, hedder ild hvirvler . Ild hvirvler, der er som tornadoer, resultatet af hvirvlerne skabt af brandens varme. Når disse hvirvler vippes fra vandret til lodret, du får ildvirvler. Brandvirvler har været kendt for at kaste flammende træstammer og brændende affald over betydelige afstande.

"Der er en anden måde, hvorpå du kan vippe hvirvelen. Det er den kan betegnes uden at bryde ind i ildvirvler, og dybest set blive sprængt frem i det, der kaldes hårnålehvirvler eller fremadstød, "Sagde Clark." Disse er ret almindelige i kronbrande [brande på toppen af ​​træer], og så kan du se ild slikke op ad bakkesider. "Fremadstød kan være 20 meter brede og skyde 100 meter (328 fod) ud med en hastighed på 161 km / t. Disse udbrud efterlader et brændt område og fører at ilden spredes.

Jo stærkere vinden blæser, jo hurtigere branden spredes. Ilden genererer egne vinde, der er hele 10 gange hurtigere end den omgivende vind. Det kan endda kaste gløder i luften og skabe yderligere brande, en begivenhed kaldet spotte . Vind kan også ændre retning af ilden, og vindstød kan sætte ilden op i træerne, at skabe en kronebrand .

Mens vinden kan hjælpe ilden til at sprede sig, fugt virker mod ilden. Fugtighed, i form af fugtighed og nedbør, kan bremse branden og reducere dens intensitet. Potentielle brændstoffer kan være svære at antænde, hvis de har et højt fugtniveau, fordi fugtigheden absorberer ildens varme. Når fugtighed er lav, hvilket betyder, at der er en lav mængde vanddamp i luften, skovbrande er mere tilbøjelige til at starte. Jo højere luftfugtighed, jo mindre sandsynligt er det, at brændstoffet tørrer og antænder.

Da fugt kan reducere chancerne for, at en ild brænder, nedbør har en direkte indvirkning på brandforebyggelse. Når luften bliver mættet med fugt, det frigiver fugtigheden i form af regn. Regn og anden nedbør øger mængden af ​​fugt i brændstoffer, som undertrykker eventuelle brande i at bryde ud.

Ild på bjerget

Den tredje store indflydelse på brande adfærd er landets lag, eller topografi. Selvom det stort set forbliver uændret, i modsætning til brændstof og vejr, topografi kan enten hjælpe eller forhindre skovbrandens udvikling. Den vigtigste faktor i topografi, når det vedrører løbeild, er hældning .

I modsætning til mennesker, brande kører normalt op ad bakke meget hurtigere end ned ad bakke. Den stejlere skråning, jo hurtigere ilden bevæger sig. Brande bevæger sig i retning af den omgivende vind, som normalt flyder op ad bakke. Derudover ilden er i stand til at forvarme brændstoffet længere op ad bakken, fordi røgen og varmen stiger i den retning. Omvendt når ilden har nået toppen af ​​en bakke, det må kæmpe for at komme ned igen, fordi det ikke er i stand til at forvarme nedadgående brændstof såvel som op ad bakke.

Dr. Clark siger, at brande, der rejser langsommere op ad bakke, er en undtagelse fra reglen, men det sker. Vind kan arbejde mod en brand, der forsøger at bevæge sig op ad en skråning.

"Det afhænger af hvilken vej vinden blæser, "sagde han." F.eks. Jeg har et casestudie i Australien, hvor vinden blæste ned ad bjergsiden, blæser ilden væk fra bakken, indtil en front kom igennem. Så gik det op ad bakke. "

Ud over den skade, som brande forårsager, når de brænder, de kan også efterlade katastrofale problemer, hvis virkninger måske ikke mærkes i flere måneder efter, at ilden er udbrændt. Når brande ødelægger al vegetationen på en bakke eller et bjerg, det kan også svække det organiske materiale i jorden og forhindre vand i at trænge ind i jorden. Et problem, der skyldes dette, er ekstremt farlig erosion, der kan føre til affaldsstrømme.

Et eksempel på dette skete efter en naturbrand i juli 1994, der brændte omkring 2, 000 hektar skov og underbørste på de stejle skråninger af Storm King Mountain, nær Glenwood Springs, Colorado. To måneder efter branden, kraftige regnskyl forårsagede affaldsstrømme, der hældte tonsvis af mudder, sten og andet affald på en 3-mile strækning af Interstate 70, ifølge United States Geological Survey. Disse affaldsstrømme opslugte 30 biler og fejede to ind i Colorado -floden.

Selvom vi ofte ser på skovbrande som ødelæggende, mange brande er faktisk gavnlige. Nogle brande brænder underskov af en skov, hvilket kan forhindre en større brand, der kan opstå, hvis børsten får lov at samle sig i lang tid. Skovbrande kan også gavne plantevæksten ved at reducere sygdomsudbredelse, frigive næringsstoffer fra brændte planter i jorden og tilskynde til ny vækst.

Kæmper Blaze

Forestil dig at være inde i en ovn, iført tungt tøj med røg, der fylder dine lunger, og du kan kun begynde at forstå, hvordan det er at bekæmpe et rasende ild. Hvert år, tusinder af brandmænd sætter deres liv i fare for at bekæmpe nådesløse flammer. Eliten, Brandbaserede brandmænd passer ind i to kategorier:

• Hotshots - Arbejde i 20-personers teams hovedopgaven for disse højtuddannede brandmænd er at bygge et brandbål omkring ilden for at forhindre, at den spredes. EN brand er en jordstrækning, der er frataget ethvert muligt brændstof til branden. Hotshots er ansat af U.S. Forest Service.
• Røghoppere - Disse brandmænd er faldskærmssoldaterne, der hopper ud af fly for at komme til små flammer placeret i fjerntliggende områder. Deres job er at undertrykke små brande, før de kan sprede sig til større. Røghoppere bruger de samme brandslukningsteknikker som Hotshots, når de er landet på jorden. Der er kun et par hundrede røghoppere i hele USA, alle ansat hos enten Bureau of Land Management (BLM) eller U.S. Forest Service.

Udover at bygge brandbrud og slukke ilden med vand og brandhæmmende, besætninger på jorden kan også bruge bagslag . Bagbrande er brande, der er startet af grundpersonalet, der går frem mod det brændende løbeild. Målet med at sætte en bagslag er at forbrænde ethvert potentielt brændstof på vejen til den fremskridende løbeild.

Mens Hotshots, Røghoppere og andre støttebesætninger kæmper kampen på jorden, de får meget støtte fra luften. Lufttankskibe bruges ofte til at tabe tusindvis af liter vand og retardant på brande. De røde ting, som du ofte ser blive tabt fra fly og helikoptere, er en kemikaliehæmmer, der indeholder fosfatgødning, hvilket hjælper med at bremse og afkøle ilden.

Helikoptere bruges også som en metode til at angribe ilden ovenfra. Bære spande, der kan rumme hundredvis af liter vand, disse fly flyver over ilden og taber vandbomber. Helikoptere er også værdifulde til transport af brandmænd til og fra ilden.

Naturbrande er stærke naturkræfter, der kan brænde, så længe de har brændstof, ilt og varme. Brandmændenes opgave er at fjerne en, hvis ikke alle tre, sider af ildtrekanten for at forhindre yderligere skader.

For yderligere oplysninger om naturbrande og relaterede emner, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

relaterede artikler

• Sådan fungerer røghoppere
• Top 5 måder, hvor brande starter
• Hvad hvis der kom en ild i nærheden af ​​mit hus?
• Sådan fungerer ild
• Sådan fungerer brandmotorer
• Sådan fungerer brandslukkere
• Sådan fungerer brandmandstræning
• Sådan fungerer røgdetektorer
• Sådan fungerer solen
• Sådan fungerer lyn
• Sådan fungerer vulkaner
• Sådan fungerer tornadoer
• Sådan fungerer orkaner
• Sådan fungerer jordskælv
• Sådan fungerer oversvømmelser
• Hvordan fungerer multi-klasse tørkemiske brandslukkere?
• Hvorfor kommer der røg fra en brand?

Flere store links

• CBC News Dybdegående:Skovbrande
• National Interagency Fire Center
• University Corporation for Atmospheric Research
• Bureau of Land Management
• U.S. Forest Service