Küsimus:
Bushi tulekahjud ja kuumalained, tõeline mehaanika?
Elmore
2020-01-04 16:32:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nagu paljud teised, olen ka mina hiljuti jälginud Austraalia võsa- / metsatulekahjude kurba arengut. Korduv väide on, et üks selle tulekahju põhjustajaid on jätkuv> 45 ° C kuumalaine.

Nüüd ma ei pane seda siin tegelikult kahtluse alla. See on ilmselt väljakujunenud fakt, kuid minu vahetu füüsika intuitsioon ei suuda mõista, miks. Siin on minu arutluskäik:

  • Ilmselt peab taimestik selle juhtumiseks olema kuiv, kuid kindlasti - ja minu kogemuse järgi - + 30 ° C temperatuur on enam kui piisav, et veenduda, et kõik on kondikuiv.

  • 45 ° C ei ole eespool nimetatud 30 ° C-st märgatavalt lähemal süttimistemperatuurile, mis on mitusada kraadi. Olen teadlik, et mõnda Austraalia taimestikku (tõenäoliselt eukalüpti) on märkimisväärselt kerge valgustada, kuid siiski on õhutemperatuur sellest üsna kaugel.

  • Soojusjuhtivusvoo on samuti otseselt proportsionaalne temperatuuri erinevusega (sõltuvus esimesest järjekorrast) ja mitte näiteks selle ruuduga, nii et mõned lisakraadid ei tohiks rohtu nii palju süttida. p>

Miks on siis kuumalaine oluline?

Mulle pole selge, et vastus sellele küsimusele põhineb tingimata peamiselt füüsikas kui sellises.Kas [earthscience.SE] võiks olla selle küsimuse jaoks parem kodu?
Seitse vastused:
Mark
2020-01-05 02:41:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

See on pigem keemia ja bioloogia kui füüsika küsimus.

Tahked esemed ei põle (proovige millalgi põletatud tiku struktuurse saematerjali peale visata - see lihtsalt kustub).Selle asemel vabanevad või lagunevad kuumutamisel tuleohtlikeks gaasideks ja põlevad just need gaasid.Mõned taimed (nt männid) toodavad lenduvaid vaiku, mis on hõlbus süttimisallikas, aurustumise hulk ja kiirus suurenevad temperatuuri järgi.

Eukalüpt on selle jaoks eriti halb: eukalüptiõli on äärmiselt lenduv, äärmiselt tuleohtlik ja seda toodetakse rohkesti.Kuuma ilmaga on õhus palju rohkem aurustunud õli kui mõõdukamal temperatuuril, mis viib tulekahju kergemaks ja levib kiiremini.Eukalüpt pole arenenud mitte ainult tulekahjude üleelamiseks, vaid ka nende julgustamiseks, et vabaneda konkureerivatest taimeliikidest.

Sydney lähedal asuvad sinimäed on nn, sest aurutatud õli rohkus annab neile eemalt vaadates sinise tooni ... vaid näide kergestisüttivast materjalist atmosfääris mõnes Austraalia piirkonnas
@Dancrumb Kas atmosfäär ei anna * kõigele * eemalt sinist tooni?
@user253751 Selle sinise tooni eristamiseks siin kirjeldatust on oluline kaugus.Oletan, et ka sinist tooni põhjustav efekt võib olla erinev, kuid milles ma kindel pole ("atmosfäär" näeb [Rayleigh] (https://xkcd.com/1145) [hajumine] (https) tõttu sinine välja: //xkcd.com/1818).
@rubenvb Võib-olla on Sinimägede ümbruses Rayleigh ’hajutusi tavapärasest rohkem.Tundub endiselt kummaline asi, mille järgi neid nimetada, sest kõigel on see mõju, võib-olla ka kaugemalt.
See on hea, kuid arvan, et peate lisama midagi niiskuse puudumise kohta.Rohelisi lehti on palju raskem põlema panna kui kuivasid.See on jõulupuu põlengute ümber tuntud fakt.Kontrollitud temperatuuriga keskkonnas puhkeb kuiv puu leeki palju kergemini ja kiiremini kui „märg” puu.
tldr;mõned puud tahavad lihtsalt vaadata, kuidas maailm põleb
@user253751 Kas olete käinud Sinimägedes?See pole Rayleigh 'hajumine.Keskmise vahemaa puude kohal on nähtav kindel udu, millel on sinine vihje.Efekt on väga peen ja seda on raske pildistada, kuid Google'is on mõned kaadrid, mis seda näitavad.Mõju puudub ka teistel, mitte eukalüptiga riietatud mäestikel.
täpselt nagu @OscarBravo ütleb, on see äärmiselt ilmne "udu".
@OscarBravo Kuidas sa tead, et see ei ole Rayleighi hajumine?Kui päike paistab sellele ülevalt, oleks mõistlik, et pealtvaatajale hajub sinist valgust.Ilus koht!
Kaukaasias on @OscarBravo-s ka kindel "udu" (tegelikult udune): vaadake [seda fotot] (https://i.imgur.com/wn9H0Zp.jpg) Rosa Khutorilt.Kuid sellist aurustunud õli pole Sinimägedest leida.
@smcs Kuna ma tean, mis on Rayleighi hajumine, ja suudan selle ära tunda ning olen käinud Sinimägedes ja näinud selle mõju, aga see pole nii.
@OscarBravo Kas saaksite seda natuke seletada selle asemel, et öelda "sest see pole nii"?Kindlaks teadmiseks peaksin teadma, et oleks vaja teada õlitilkade suuruse jaotust õhus.
@smcs Wikipedia [soovitab] (https://et.wikipedia.org/wiki/Blue_Mountains_ (New_South_Wales) #Etymology) Selle varjundi tekitamise mehhanismiks on mu hajumine.Võib juhtuda, et eukalüptiõlil on erineva valguse lainepikkuste jaoks erinev ühepaisteline albeedo, andes seeläbi sinise värvuse tavalisest veepiiskadest hägususest erinevaks.
@Ruslan Ma lugesin seda, kuid allikana antud dokumendis pole hajutamist üldse mainitud.Samuti selgitatakse seal Mie hajumist, et eelistada lühemaid lainepikkusi, mis on vale või vähemalt palju rohkem Rayleigh hajumise korral.Muidugi on sul õigus, sellel võib olla erinevaid efekte!
See ei pruugi olla seotud Rayleigh'i hajutamisega, kuid kuna Oscar oli selles nii kindel, lootsin head selgitust.Siiski on paar "harrastajate" lehte, mis ühendavad eukalüpti Rayleighi hajumisega, nt.https://www.finnmoore.id.au/articles/tag/Rayleigh
@smcs teie lingitud lehel loetleb autor Rayleighi hajutite hulgas tolmu, samas kui tolmuosakesed on palju suuremad kui valguse lainepikkus.See ei muuda seda liiga usaldusväärseks.Hea oleks leida eukalüptiõli tegelik neeldumisspekter nähtavast vahemikust.See võib anda meile mõne vihje sinise uduse ilmnemise mehhanismi kohta.
@Ruslan nõustunud!Ma soovin, et saaksin teha väljasõidu :) Leidsin selle saidi Illinoisi ülikooli atmosfääriteaduste osakonnast: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/opt/air/blue.rxml Mõnedes USA mägedes on sinine hägusus, mida nad seletavad Rayleighi hajumise ja selle keemilise mehhanismiga: "Kui taimestiku poolt eraldatud pisikesed süsivesinikuosakesed reageerivad keemiliselt osoonimolekulidega, tekitavad nad osakesi, mis valikuliselt hajutavad sinist valgust, andes mägedele sinise välimuse."Visuaalselt on efekt siniste mägedega väga sarnane.
Adrian Howard
2020-01-04 16:48:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vesi aurustub kõrgemal temperatuuril kiiremini, nii et taimed kaotavad kuumalaines vett kiiremini kui leebemates oludes.Kuivamad taimed süttivad kergemini ning põlevad kiiremini ja kuumemalt kui niisked taimed.

Vt [transpiratsioon] (https://et.wikipedia.org/wiki/Transpiration).[Ühes dokumendis] (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5616154/) suurenes mõõdetud transpiratsioon 40%, kui temperatuuri tõsteti $ 30 ^ \ circ $ C-lt $ 40 ^ \ circ $ C-le(konstantsel aururõhul).
See on ilmselt veelgi suurem probleem taimedele, mis on kohandatud tüüpilistele temperatuuridele 30 ° C, kuna neil on toimetulemismehhanismid.Praegu on äärmuslikud temperatuurid tõenäoliselt ülekaalus.Liigne öine temperatuur võib olla ka mõne taime probleem, kuigi see on madalam kui päeval
Mr Anderson
2020-01-04 17:50:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

EDIT - huvi pärast, olgugi et mu eelmine vastus oli korras, olen selle teema kohta Austraalia ametliku ABC (avalik-õigusliku ringhäälinguorganisatsiooni) faktikontrolli kokkuvõtte teinud, et pakkuda täielikke ja õigeid üksikasju.

Bussitule käitumise kolm olulist aspekti on: a) ilm, b) kütus ja c) topograafia.

Austraalias koostab meteoroloogia büroo riigiasutustega konsulteerides tuleohu reitingud. Kuigi arvestatakse ka muude riskiteguritega, on metsatulekahjude ohtlikkuse indeks 1–100 + - tuleteadlase Alan McArthuri 60-ndatel välja töötatud valem. See indeks ühendab õhutemperatuuri mõõtmise (miks kuumalained loevad - kaudselt mõjutades kütuse niiskusesisaldust ja kohalikku tuule teket, pluss mida kõrgem on kütuse temperatuur, seda kergemini jõuab see süttimistemperatuurini) , suhteline õhuniiskus, tuule kiirus ja kütuseolud koos valemiga, et arvestada põua tagajärgedega, st kui kaua sadas viimati / viimaste sademete hulk, et hinnata pinnase kuivust ja seetõttu põleva kütuse tõenäosust.

enter image description here

Mrohkem õhutemperatuurist, toimiv näide. Kui laadite rakenduste poest alla NSW RFS Firefighter Pocketbooki, näete ise, et kõik muu on võrdne (näiteks 10% suhteline õhuniiskus, 15 km / h tuulekiirus, väikseim kütusekoormus 1, põuategur 10, kalle 0) ja tõus 30 kraadilt 45 kraadile muudab FFDI 34-lt (väga kõrge) 57-le (raske).

Äärmuslikes ja katastroofilistes tuleoludes prognoosib McArthuri mudel leviku kiirust ja intensiivsust. W Kui ületate umbes 50 FFDI, lähete üle kütusega domineeritud tulekahjule. Seetõttu on äärmuslikes ja katastroofilistes tuleohu hindamise perioodides palju tähelepanu keskmes / meedias ilmateateid (õhutemperatuur, suhteline õhuniiskus ja tuule kiirus) . Põhimõtteliselt vajate nendes tingimustes (nagu me oleme näinud) ainult kõige väiksemat kütusekogust, et tekitada tulekahju, mille vastu võidelda ei saa.

Seetõttu on tõestatud, et põõsastulekahjude korral, mille FFDI on üle 100, isegi piirkondades, kus ohu vähendamiseks on põletatud vähem kui viis aastat varem, pole mõõdetavat mõju tulekahjude intensiivsus.

Määratud põletused ehk ohu vähendamise tulekahjud on seetõttu väiksematel tingimustel kasulikud, vajalikud ja tõhusad, kuid isegi kui peaksite ohustama kõike maksimaalselt, ei anna see katastroofilise tulekahju korral kasu tingimused. Samuti ei ole võimalik mõnda piirkonda, mis nüüd NSW / VIC-is põleb, jahedamatel kuudel põletada, see on liiga märg.

Kuid igal juhul on rahvuspargid ohtlikult põlenud. Viimase kaheksa aasta jooksul NSW-s viis NSW Parks & Wildlife ohu vähendamise põletused üle 680 000 ha - üle kahe korra rohkem kui eelmise 5-aastase perioodi jooksul. QLD-s põletas 2019. aastal QLD Parks'i oht 1,4 miljonit hektarit viimase 6 aasta suurimat ala. Nii et rahvusparke pole lukustatud, need on ohtu põlenud rohkem kui kunagi varem, kuid siiski põlevad tulekahjud - ilmastiku tõttu, mida kliimamuutused on muidugi veelgi hullemaks teinud.

https://www.abc.net.au/news/2019-11-14/fact-check-did-high-fire-danger-indices-come-earlier-this-year/11506082

https://mobile.abc.net.au/news/2019-12-20/hazard-reduction-burns-bushfires/11817336?pfmredir=sm

Põuda on olnud 3 aastat ja 2019. aastal oli mitmel pool Austraalias registreeritud madalaim sademete hulk. Põlevates NSW ja Victoria osades on niiskus olnud <10% väga madal ning puhunud on tugev tuul. Siis on olnud väga väga palav, temperatuuri rekordid on langenud, 2019 on rekordiliselt kuumim ja ka öösel kuum. Kõik need koos tähendavad, et kui tulekahjud lähevad, põlevad nad nagu mitte midagi varem nähtud.

Johan Liebert
2020-01-04 19:49:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mõned põhjused, mis minu arvates võivad olla põhjuseks:

  • Kõrgem temperatuur põhjustab veeallikatest suurema aurustumise kiiruse, mis põhjustab nende kuivamise ja kergesti süttimise (põhjuseks on see, et märjad asjad vajavad põletamiseks rohkem soojust kui kuivad, kuna märgades asjades on vett)

  • Kõrgem temperatuur toob kaasa paljude elutähtsate ensüümide efektiivsuse vähenemise taimes, mis ilmselgelt põhjustab väiksemate taimede surma, mis viib veelgi kuivema taimestiku tekkeni.

  • Tugevam tuul tekitab okste ja muu materjali vahelise hõõrdumise (suhtelise liikumise tõttu) ja see põhjustab temperatuuri tõusu nende vahel ning suurendab seega tulekahju tõenäosust.

  • Suure läheduses asuva veekogu puudumisel piirkonna niiskus langeb.

Ma kahtlen, kas okste hõõrdumisel on mingit olulist vahet.Lisasoojus oleks väike ja hajuks kohe keskkonda.
Loodusobjektide hõõrdumisest tulekahju tekitamine on väga keeruline.Need meist, kes ka algelise tulega alustamist harjutavad, üritavad seda tegelikult ellu viia ja paljudel see ei õnnestu.Seda on raske teha isegi siis, kui teil on ideaalne keskkond ja täiuslik seadistus.Ma ei hakka ütlema, et see on võimatu, kuid oleksin üllatunud, kui see oleks viimase paari tuhande aasta jooksul kasvõi korra juhtunud.
Lisan, et vähem niiskes õhus saab hõõguvaid kilde edasi kanda ja teisi piirkondi põlema panna, kuna need kustuvad aeglaselt.
Peter - Reinstate Monica
2020-01-06 07:11:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Maisi õhukuivatamisel kuumuse lisamine lühendab kuivamisaega drastiliselt. Kuigi artiklis käsitletud temperatuurivahemik on madalam kui Austraalia praeguste ilmastikutingimuste korral, kehtib üldreegel kindlasti ja kõige tõenäolisemalt ka teiste taimeosade puhul.

Taimse materjali lõplik õhuniiskus pole mitte ainult madalam kuumas õhus, vaid see saavutatakse ka varem, mis võib selgitada, miks tulekahjud on hooaja alguses suhteliselt halvad. Kuigi jahedamatel aastatel võib taim sademete vahel ületada kuivi ilmasid, ei pruugi see 45 ° C juures seda teha. 1 Ja nagu teised on märkinud, kuivatab kuum õhk ka mulda ja pinda, nii et taimed leiavad täiendamiseks vähem vett. Kuumkütus võib ebapiisava veevarustuse korral sel aastaajal hävitada tavalisest rohkem taimi, lisades tavapärasest rohkem kuiva kütust.


1 Arvan, et ka see temperatuur ei ole üldiselt kaugel kõigi, välja arvatud kõige spetsialiseerunud taimede absoluutsest maksimaalsest temperatuurist, nagu see on loomade, sealhulgas inimeste puhul.
James Urban
2020-01-08 00:21:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Üldiselt pole teie küsimusele lihtsat vastust, pikema perioodi jooksul kõrgendatud temperatuuri mõju, süttimisvõimalust, tule leviku kiirust ja seda, millist tüüpi kütused tulekahjus osalevad. Muidugi mõjutavad neid tugevalt ka muud tegurid, näiteks kütuse niiskusesisaldus ja tuule tugevus. Näiteks kui teil on kuumalaine ja tugev tuul, on tuleoht tavaliselt väga tugev.

Plakat ja mitmed vastused on õigesti märkinud, et kõrgendatud temperatuur kuivatab kütust rohkem, kuid sõltuvus time-st ei ole lahendatud. Peamine on siin see, et mida suurem on kütusetükk, seda raskem on selles sisalduvat niiskust aurustada. Nii et pikaajaline kuumalaine võimaldaks suurematel kütustel, niiskematel kütustel või otsese päikesevalguse all olevatel kütustel, näiteks surnud puudel, hoonetes puitelementidel, lehepakuhunnikutel ja elaval / rohelisel taimestikul, saada luu, suurendades tulekahju intensiivsusega ja võimaldades neil kiiremini levida. Sel põhjusel iseloomustatakse metsmaakütuseid sageli kui 1 h 10 h , 100 h ja 1000 h põhineb nende kuivamiseks kuluval iseloomulikul ajal. Kui öeldakse, et teil oli tulekahju pärast pikaajalist kuumalaine (kauem kui 1000 tundi), on tegemist nii suuremate kui ka väiksemate kütustega, samas kui kuumalaine oleks olnud ainult umbes 10 tundi, oleks kaasatud vähem kütuseid, vähendades intensiivsust tulekahjust.

Kõrgem temperatuur muudab ka süttimise tõenäolisemaks. Mõelge hooletult ära visatud sigaretile, mis sütitab lehehunniku. Enne lehtede süttimist nad kuumenevad ja osa sellest soojusest läheb keskkonnale lehe ja keskkonna temperatuuri erinevuse tõttu kaduma. Kui soojakadud on liiga suured, siis süttimist ei toimu, kuid kui soojuskadud on liiga väikesed, toimub süttimine.

Árpád Szendrei
2020-01-08 07:46:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Teil on õigus, see pole mitte kuumalaine ise, vaid selle põhjus, kuivus.

Tulekahjudel on peamiselt kolm põhjust:

  1. tuul

  2. kuumus

  3. põud (niiskuse puudumine)

See ei ole kuumalaine ise, vaid kuumalaine, kui see kestab, toob nagu teie puhul põuda.Tuli vajab kütuseid ja me nimetame kütusteks, kui harjadest tulekahjud, saavad väikesed pulgad, puud ja alushari Päikeselt kiirgavat soojust ja kui kuumalaine kestab, viib põud need kütused tasemele, kus nad saavad kiiremini süttida.

Kestev kuumalaine ei tähenda tavaliselt vihma, seega põuda.

Nii et kuumalaine iseenesest aitab lihtsalt süttimist, kuid kütused peavad süttimiseks olema nii, nagu ütlete kondi kuivana (põua tõttu).

Kui kütused süttivad, sunnib tuul hapnikku saama.

https://science.howstuffworks.com/nature/natural-disasters/wildfire2.htm

See vastus on mitmel tasandil vale ega osuta praegusest katastroofist tegelikult aru saada.Kolm aastat kestnud põuda * ei põhjusta 10-päevased kuumalained.Megatulekahjud on tingitud väga kuumadest õhumassidest Kesk-Austraaliast, mis saabuvad põua käes kannatanud eukalüptimetsadesse S.E.Aust ja süttimine (tavaliselt kuiva välgu abil), mis kiiresti areneb peatamatuks * kroonituleks *, mida toidab eukalüptiõli aur.Maakütustel on sellistes tulekahjudes vaid väike osa, toimides enamasti esialgse kiirendina.
@ChappoSaysSEDuddedMonica Ma elan CA-s ja võin eksida, kuid arvasin, et küsimus puudutab üldiselt võsa- ja kuumalaineid.Protsess, mille ma üles kirjutasin, kirjeldab siin suurepäraselt CA harjapõlengute ja kuumalaine protsessi.Kui see puudutab ainult Austraalia spetsiifikat, mida te siin üksikasjalikult kirjeldate (ja peate olema õige), siis arvan, et küsimust tuleks muuta nii, et see sisaldaks ka teie üksikasju.
Küsimus viitab selgelt * praegustele Austraalia tulekahjudele *.USA võrdluseks võib teid huvitada [see lühivideo Las Conchase megafire kohta] (http://education.abc.net.au/home#!/media/2439907/what-is-a-megafire-)või vaadake [kogu tunniajaline teadus megatulede taga] (https://www.abc.net.au/catalyst/earth-on-fire/11014810), mis selgitab praegust katastroofi - väga tasub seda vaadata.Ja [see aruanne] (http://www.bom.gov.au/climate/current/annual/aus/#tabs=Overview) annab teaduse selle kohta, miks 2019. aasta oli Austraalia * kõige kuumem JA kõige kuivem rekordis *.FYI :-)


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 4.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...