Συμβολή στην επιλογή της καλύτερης μεθόδου πρόβλεψης της συμπεριφοράς δασικών πυρκαγιών για την Ελλάδα

Abstract

The objective of this dissertation was to improve wildfire behaviour prediction in Greece for supporting fire management (prevention and suppression) and for improving fire fighter safety. A database of one hundred and ninety six fire behaviour data records was developed from field observations and measurements made during the evolution of a large number of wildfires in Greece, in eight fire seasons (2007-2014). This, among others, allowed comparison of observed versus predicted fire behavior, using the BehavePlus and CFIS systems, evaluation of the predictions of three spatial wildfire spread simulation systems, namely FARSITE, G-FMIS and FLogA, against actual observations, development of empirical fire behavior prediction equations for specific fuel types, and identification of relative humidity conditions for the occurrence of spot fires. The results of the dissertation were incorporated into a spreadsheet which can be used as a Decision Support System (DSS). Also, the empirical capacity of firefighters, Forest Service employees and volunteers, with varying firefighting involvement and experience, to assess expected fire behaviour for a set of conditions was examined through a specially designed questionnaire that was answered by 60 respondents. The analysis showed that fire behaviour in fine fuels was seriously underestimated, a case of eruptive fire behaviour associated with a box canyon was not recognized and there were weaknesses on telling the difference between the behaviour of a heading and a flanking fire. The results support the conclusion that fire behaviour training is needed for filling the knowledge gaps which were revealed. Based on the findings of the study, a table was assembled suggesting the wildfire behavior prediction method of choice for each fuel and fire type. A second table was also developed identifying the most appropriate prediction method for use by the authorities for fire prevention, suppression and training purposes. Limitations, weaknesses and strengths are also reported, and cases for which there is no available wildfire behavior prediction method are identified.

Σκοπός της διατριβής ήταν η ανάπτυξη μεθόδων αξιόπιστης πρόβλεψης της συμπεριφοράς των δασικών πυρκαγιών για την Ελλάδα, ώστε να υποστηριχθεί η λήψη αποφάσεων κατά τη διαχείρισή τους (την πρόληψη, τον προκατασταλτικό σχεδιασμό και την καταστολή) και να βελτιωθεί η ασφάλεια των δασοπυροσβεστών. Για την επίτευξη του σκοπού απαιτήθηκε η συλλογή μετρήσεων πραγματικής συμπεριφοράς δασικών πυρκαγιών στο πεδίο, κατά τη διάρκεια της εξάπλωσής τους, από το έτος 2007 έως και το 2014 και δημιουργήθηκε βάση δεδομένων με 196 περιπτώσεις, που επέτρεψαν τον έλεγχο της αξιοπιστίας υφιστάμενων μοντέλων και συστημάτων πρόβλεψης της συμπεριφοράς δασικών πυρκαγιών και τη δημιουργία εμπειρικών μοντέλων πρόβλεψης. Ακόμη, αξιολογήθηκε, με τη βοήθεια ερωτηματολογίων, η δυνατότητα εμπειρικής εκτίμησης της συμπεριφοράς πυρκαγιάς από επαγγελματίες και εθελοντές δασοπυροσβέστες. Μετρήσεις πραγματικής συμπεριφοράς δασικών πυρκαγιών συγκρίθηκαν με τις προβλέψεις των συστημάτων BehavePlus και CFIS, η συμπεριφορά τεκμηριωμένης πυρκαγιάς συγκρίθηκε με τα αποτελέσματα προσομοιώσεων που παρήχθησαν από τα συστήματα FARSITE, G-FMIS και FLogA, Δημιουργήθηκαν εμπειρικές εξισώσεις πρόβλεψης της συμπεριφοράς πυρκαγιάς για συγκεκριμμένους δασικούς τύπους και συσχετίστηκε η εμφάνιση και η κλιμάκωση της έντασης του φαινομένου της μετάδοσης των δασικών πυρκαγιών με καύτρες με τις τιμές της σχετικής υγρασίας του αέρα. Τα αξιοποιήσιμα ευρήματα που προέκυψαν από την ανάλυση, χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία λογιστικού φύλλου εργασίας το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως Σύστημα Υποστήριξης Λήψης Αποφάσεων (DSS) κατά τη διαχείριση δασικών πυρκαγιών. Η ανάλυση των απαντήσεων του ερωτηματολογίου, ανέδειξε την ανάγκη δημιουργίας και εφαρμογής κατάλληλα προσαρμοσμένων εκπαιδευτικών προγραμμάτων. Οι συμμετέχοντες όλων των επιπέδων εμπειρίας υποεκτίμησαν σημαντικά τη συμπεριφορά της φωτιάς στα φρύγανα και τα χόρτα που είναι λεπτά καύσιμα και δεν συγχωρούν λάθη, δεν μπόρεσαν να επισημάνουν τον κίνδυνο εκδήλωσης εκρηκτικής συμπεριφοράς της φωτιάς σε μια περίπτωση κλειστού φαραγγιού και δεν διέκριναν την ειδοποιό διαφορά μεταξύ της συμπεριφοράς της πυρκαγιάς στην πλευρά της, από τη συμπεριφορά στην κεφαλή της. Τα κύρια αποτελέσματα και τα συμπεράσματα της διατριβής χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία πίνακα στον οποίον προτείνονται οι κατάλληλες μέθοδοι πρόβλεψης της συμπεριφοράς των δασικών πυρκαγιών ανάλογα με τις εκάστοτε ανάγκες και επισημαίνονται τα ερωτήματα ή/και οι περιορισμοί που συνοδεύουν την εφαρμογή τους. Σε πολλές περιπτώσεις, ο πίνακας παραπέμπει στο DSS που δημιουργήθηκε. Σε δεύτερο πίνακα, παρουσιάζεται η δυνητική χρήση μεθόδων του πρώτου πίνακα κατά τη διαχείριση των δασικών πυρκαγιών (από το στάδιο της πρόληψης έως την αποκατάσταση) και για εκπαιδευτικούς σκοπούς, από το Πυροσβεστικό Σώμα, τη Δασική Υπηρεσία, τις υπηρεσίες Πολιτικής Προστασίας και τους πιστοποιημένους εθελοντές.