Donnerstag, 25. April 2024

Archiv

Waldbrände
Schutz vor Feuer mit Supercomputern

Die Entwicklung eines Waldbrandes abzuschätzen ist schwierig. Französische Forscher können nun mithilfe von Supercomputern modellieren, was an der Feuerfront passiert. Ziel der Forscher ist neben der Prävention vor Feuer auch die Möglichkeit für die Feuerwehr, ausgebrochene Feuer besser einschätzen zu können.

Von Monika Seynsche | 20.08.2014
    Ein von einem Flächenbrand zerstörtes Haus nahe San Marcos, Kalifornien, USA. Aufnahme vom 15.5.2014
    Gerade menschliche Siedlungen - hier ein Haus in den USA - sollen durch das Modell vor Feuer verschont bleiben. (picture-alliance / dpa / EPA / Michael Nelson )
    "Ich bin Jean-Baptiste Filippi Wissenschaftler am CNRS, dem Nationalen Forschungszentrum Frankreichs, und arbeite zurzeit an der Universität von Korsika in einem Labor, das sich auf die Erforschung von Waldbränden spezialisiert hat."
    Korsika wird fast jeden Sommer von schweren Waldbränden heimgesucht. Jean-Baptiste Filippi und seine Kollegen wollen diese Feuer berechenbarer machen, um so etwa die Luftverschmutzung durch den Rauch zu verringern.
    "Wir haben ein Modell entwickelt, mit dem sich vor Beginn der Feuersaison herausfinden lässt, wo man am effizientesten große Feuer verhindern kann, zum Schutz der Wildnis und der Luftqualität."
    Noch gibt es auf dem Markt keine Wettermodelle, die die Ausbreitung von Waldbränden simulieren können. Denn verglichen mit den normalerweise nur durch die Sonnenwärme verursachten Luftbewegungen erhitzt ein Feuer die Umgebungsluft so stark, dass sie sich eintausendfach schneller bewegt. Damit waren Wettermodelle bislang überfordert – die Rechenleistung der Computer reichte einfach nicht aus.
    Modell für schnelle Luftbewegungen
    Jean-Baptiste Filippi und seinen Kollegen ist es jetzt aber gelungen, ein Modell zu entwickeln, das die extrem schnellen Luftbewegungen rund um ein Feuer simulieren kann. Möglich wurde diese Entwicklung durch den Einsatz von Supercomputern. Mit ihrer Hilfe können die Forscher jetzt modellieren, wie ein Feuer das Wetter in der Umgebung beeinflusst und in welche Richtung die Rauchfahnen ziehen werden.
    "Wir wollen keine großen Feuer in der Nähe von Städten oder Siedlungen. Und wir kennen die historischen Feuer. Wenn es uns also gelingt, sie mit unserem neuen Modell nachzuspielen, können wir abschätzen, wohin der Rauch bei einem erneuten Feuer wehen wird. Das zeigt uns, an welchen Stellen wir definitiv kein großes Feuer zulassen dürfen. Wir wissen dann im Vorhinein, wo wir Feuerschneisen anlegen müssen."
    Darüber hinaus füttern die französischen Forscher ihr Testmodell mit Daten zur Vegetationsbedeckung. So können sie simulieren, was an der Feuerfront passiert, welche Bäume und Büsche besonders gut brennen, ob das Feuer immer stärker wird oder keine Nahrung mehr findet.
    Zugriff per Internet
    "Die Hitze des Feuers erzeugt eine sehr starke Luftbewegung nach oben, mit Windstärken von 50 Meter pro Sekunde. Dadurch entstehen in der Atmosphäre sehr große Wolken, die sogar zu Regen führen können. Außerdem strömt durch die Konvektion kühle Luft aus der Umgebung nach und dabei entstehen sehr starke Winde von etwa 100 km pro Stunde, die das Feuer weiter anfachen. All diese Effekte können mit bisherigen Modellen nicht simuliert werden."
    Für ihre Untersuchungsgebiete im Süden Europas nutzen die Forscher dafür hochauflösende Karten der Vegetationsbedeckung. Neben der Prävention großer Waldbrände haben Jean-Baptiste Filippi und seine Kollegen noch eine andere Anwendung für ihr Modell im Sinn.
    "Die zweite Anwendung läuft im Internet und richtet sich an die Feuerwehr. Sobald ein Waldbrand beginnt, können sich die Feuerwehrleute einloggen und eine Simulation starten. Die sagt ihnen, ob sich das Feuer zu einem großen Waldbrand entwickeln wird oder nicht. Wenn also an einem Tag zehn verschiedene Feuer auftreten, können sie mithilfe des Modells entscheiden, welches sie als erstes bekämpfen müssen. Schließlich gibt es nur eine begrenzte Anzahl an Feuerwehrleute und Löschflugzeugen. Sie müssen sich also entscheiden, und dieses Modell zeigt ihnen, welches Feuer sich am stärksten und schnellsten ausbreiten wird, auf welches sie sich also konzentrieren müssen."