Državni hidrometeorološki zavod DHMZ

Metoda izrade indeksa opasnosti od šumskog požara

U Državnom hidrometeorološkom zavodu već se dulji niz godina izrađuju procjene opasnosti od izbijanja i širenja šumskih požara za naše jadransko područje. Te su procjene zasnovane na kanadskoj metodi određivanja meteorološkog indeksa opasnosti od šumskih požara (Fire Weather Index, FWI). Svakodnevni rezultati procjene opasnosti, dostavljaju se operativnim centrima koji bi svoje aktivnosti trebali uskladiti s tom informacijom.

Općenito, meteorološki indeks opasnosti od šumskih požara je način procjene zapaljivosti goriva koji uvažava učinke prošlih i trenutnih vremenskih prilika na tri vrste pokrivača šumskog tla. U njemu su sadržani brojevi koji daju mjeru sadržaja vlage za svako od ovih goriva.

Uz to, meteorološki indeks opasnosti od šumskih požara koristi sadržaje vlage u gorivima, vjetar i indekse količine ukupnog goriva za računanje konačnih brojčanih indeksa koji procjenjuju intenzitet vatre u standardnim vrstama šume.

Da bi se mogao računati meteorološki indeks opasnosti od šumskih požara, meteorološka motrenja i mjerenja moraju se obavljati u 13 sati SEV (ljetno vrijeme 14 sati).

Meteorološki parametri koji se dobiju u terminu motrenja temperatura i relativna vlažnost zraka, brzina vjetra i 24 satna količina oborine, predstavljaju ulazne podatke u program za izračunavanje meteorološkog indeksa opasnosti od požara, a pomoću FWI metode se dobiju pokazatelji stanja vlažnosti gorivnog materijala.

Metoda razlikuje tri veličine gorivnog materijala, fino, srednje i krupno. Pokazatelji vlažnosti goriva su osnovne veličine za izračunavanje meteorološkog indeksa opasnosti od požara. Za sva tri pokazatelja vlažnosti vrijedi da kada vrijednost pokazatelja vlažnosti goriva raste, sadržaj vlage u gorivu se smanjuje.

FFMC - Pokazatelj vlažnosti finog goriva (Fine Fuel Moisture Code)
DMC - Pokazatelj vlažnosti srednjeg krupnog goriva (Duff Moisture Code)
DC - Pokazatelj vlažnosti krupnog goriva (Drought Code)
Da bi se uvažilo zatečeno stanje, metoda uzima kao ulazne podatke i pokazatelje vlažnosti goriva izračunate za prethodni dan.

Pokazatelj vlažnosti finog goriva

Pokazatelj vlažnosti finog goriva, FFMC, se računa po sljedećoj formuli:

FFMC = 59.5 (250 - m)/(147.2 + m)               (1a)

m = 147.2 (101 - FFMC)/(59.5 + FFMC)       (1b)

gdje je m sadržaj vlage u finom gorivu dobiven kao funkcija vlage u zraku (Van Wagner, C.E. and T.L. Pickett, 1975).

U računu se razlikuju dva slučaja. Prvi, kada je u protekla 24 sata bilo oborine i drugi kada oborine nije bilo. U prvom slučaju računa se tzv. šifra ravnotežne vlage za sušenje, a u drugom slučaju tzv. šifra ravnotežne vlage za vlaženje finog goriva. Na sadržaj vlage finog goriva utječe količina oborine veća od 0.5 mm. Količina oborina veća od 5.8 mm ne utječe na vlažnost finog goriva zbog njegovog zasićenja.

Pokazatelj vlažnosti finog goriva, FFMC, je prvi modul indeksa opasnosti od požara, koji predstavlja vlažnost sloja listinca do dubine 2-3 cm. Pod uvjetima standardnog dana (temperature 21 °C, relativne vlažnosti 45 % i brzine vjetra od 3.6 m/s, u 12 sati). vremensko zaostajanje FFMC iznosi 2/3 dana. Ovo znači da za manje od jednog standardnog dana s navedenim uvjetima možemo očekivati da će fina goriva izgubiti oko dvije trećine svoje vlage. Treba naglasiti da FFMC ima ugrađenu prognozu. Naime FFMC predstavlja sadržaj vlage koji se očekuje u finom gorivu tokom popodnevnog maksimuma opasnosti od požara između 14 i 16 sati. Kako općenito svi požari započinju u sloju finog goriva, vrijednost pokazatelja vlažnosti FFMC je najpogodnija za ocjenjivanje zapaljivosti i pojave požara.

Pokazatelj vlažnosti srednjeg krupnog goriva

Slijedeći korak je da se izračuna pokazatelj vlažnosti goriva srednjeg krupnog goriva DMC, koji također uzima u obzir sadržaj vlage u gorivnom materijalu od prethodnog dana. Također, uvažava činjenicu ako je padala kiša. U tom slučaju pokazatelj vlažnosti srednjeg krupnog goriva, DMC, je funkcija oborine. DMC je pokazatelj vlažnosti rahlog listinca u dubini od 5-10 cm. On se dobije po ovim formulama:

DMC = DMC₀ (ili DMC_r) + 100 K            (2)

K = 1.894 (T + 1.1)(100 - H) Le 10^-6     (3)

gdje su:

DMC₀ = DMC prethodnog dana
DMC_r = DMC ako je padala kiša
T = temperatura zraka u 12^h
H = relativna vlažnost zraka u 12^h
Le = duljina vidljivog dijela dana
r= oborina u mm za protekla 24 sata

Vrijeme da srednje krupno gorivo izgubi 2/3 svoje slobodne vlage iznosi 12 dana. U usporedbi s finim gorivom, srednje se daleko sporije suši do postizanja ravnotežnog sadržaja vlage. Na sadržaj vlage srednjeg goriva utječe količina oborine veća od 1.5 mm.

Pokazatelj vlažnosti krupnog goriva

Pokazatelj vlažnosti krupnog dubokog goriva, DC, također uvažava zatečeno stanje. On pokazuje vlažnost krupnog dubokog goriva do 20 cm dubine. Požari koji su zahvatili duboko krupno gorivo teško se gase i izuzetan su problem za kontrolu.

Pokazatelj vlažnosti krupnog dubokog goriva, DC, dobije se iz relacije

DC = DC₀ (ili DC_r) + 0.18(T + 2.8) + 0.5 Le        (4)

gdje su:

DC₀ = DC prethodnog dana
DC_r = DC poslije kiše
T = temperatura zraka u 12^h
Le = duljina vidljivog dijela dana
r = oborina u mm za protekla 24 sata

Veličina DC je dugoperiodični indikator, koji je osjetljiv na sezonsko isušivanje koje traje 2, 3 pa i 4 mjeseca.

Iz prethodnih vrijednosti se računaju dva međuindeksa. Indeks početnog širenja vatre (ISI) i indeks prikladnosti materijala za gorenje ili kako se češće naziva indeks ukupnog goriva (BUI).

ISI = 0.208 f(W) f(F)        (5)
BUI = 0.8 DMC DC / (P + 0.4 DC)        (6)

gdje su:

f(W) = funkcija vjetra
f(F) = funkcija vlažnosti finog goriva
DMC = iz (2)
DC = iz (4)

Indeks ISI daje ocjenu širenja vatre nakon zapaljenja goriva standardnog tipa (kanadski bor). Za ISI vrijedi:

Veličina BUI daje numeričku vrijednost suhoće šumskog goriva i njegovo stanje za prihvat vatre. Za BUI = 119 gorivni materijal je dovoljno suh da prihvati vatru koja se dalje širi.

I na koncu se određuje numerička vrijednost meteorološkog indeksa opasnosti od požara (FWI)

FWI = 0.1 ISI f(D)        (7)

gdje su:

ISI = iz (5)
f(D) = eksponencijalna funkcija koja u sebi sadrži BUI iz (6), (Van Wagner, C.E. and T.L. Pickett, 1975).

Indeks meteorološke opasnosti od požara, FWI, je numerička procjena potencijalnog intenziteta požara za gorivo standardnog tipa i relativna mjera očekivanog ponašanja požara i dnevnih potreba za kontrolu vatre. Mnoge aktivnosti koje se odnose na procjenu opasnosti mogu se planirati bolje odgovarajućom upotrebom komponenata FWI. Međutim, sam FWI ili povezan sa BUI općenito je najbolji način za opisivanje klasa opasnosti od požara. Prema kanadskim eksperimentalnim spoznajama uz FWI = 22 odgovara intenzitet od 2.456 kW po metru duljine vatrene linije.
FWI i BUI su na osnovi statističke analize i odgovarajućih pokazatelja za razdoblje od 7 godina na području Jadrana (Dimitrov, T,1982) razvrstani u pet klasa opasnosti od požara, (FWI <5, BUI < 49)=vrlo mala, (4< FWI < 9, 48 < BUI < 86)=mala, (8< FWI < 17, 85 < BUI < 119)=umjerena, (16< FWI < 33, 118 < BUI < 159)=velika, (32< FWI, 158 < BUI)=vrlo velika.
 

INDEKS OPASNOSTI OD ŠUMSKIH POŽARA - primjer proračuna

23. SRPNJA 1999.