Гигантские воздушные шары, плавающие над лесными пожарами в Колорадо, могут помочь предсказать будущие пожары
В тот же день, 1 августа, с задней части пикапа был запущен гигантский воздушный шар. Поднимаясь до стратосферы, региона между четыремя и 31 милями над поверхностью Земли, он смог сделать высококачественные фотографии пожара на горе Александр, недалеко от Форт-Коллинз, и измерить температурные точки на земле.
Запуск планировался в течение месяцев стартапом Urban Sky, который разрабатывает высоко-altitude воздушные шары. Это первый из нескольких шаров, которые планируется развернуть в течение следующих четырех недель в рамках коммерческого испытания, целью которого является тестирование технологии как недорогого способа обнаружения, отслеживания и, в конечном итоге, предотвращения распространения лесных пожаров.
«Основная цель заключается в получении информации о пожаре и раннем обнаружении лесных пожаров», — говорит Джаред Лайдич, сооснователь и технический директор Urban Sky, в интервью CNN.
Оборудованный различными инфракрасными датчиками, воздушные шары картографируют плотность растительности и содержание влаги на земле, объясняет он. Эти данные обрабатываются в режиме реального времени и сочетаются с информацией о сухих ударах молнии и других источниках возгорания для получения «коэффициента риска» для определенных местоположений, тем самым точно указывая области, где, скорее всего, начнется пожар.
Еще один датчик измеряет тепло на земле. «Температура — это действительно важное различие для раннего обнаружения», — говорит Лайдич. «В настоящее время большинство пожаров обнаруживаются просто из-за присутствия видимого дыма... То, что вы не можете определить по чему-то, что дымит, это конец тлеющего пожара, который, скорее всего, скоро погаснет и будет безвредным, или очень горящий пожар, который вот-вот распространится».
Все эти данные передаются на компьютеры на земле через спутниковую связь и доступны для любого, кто имеет доступ в Интернет. Хотя пока еще находится на стадии тестирования, Urban Sky планирует загрузить данные в систему интеллектуальной информации о пожаре: «Так что в течение нескольких секунд или минут... они станут доступны для всех, кто имеет к ним доступ, в том числе пожарным», — говорит Лайдич, добавляя, что это поможет организациям приоритизировать развертывание часто ограниченных ресурсов.
Существующие методы
Различные другие технологии уже используются для отслеживания лесных пожаров. Есть спутники, которые обращаются вокруг эксосферы, между 375 милями (600 километрами) и 6200 милями (10 000 километрами) над Землей, и также предоставляют изображение, но часто гораздо меньшего качества, чем у одного из воздушных шаров Urban Sky.
Спутники MODIS и VIIRIS, наиболее часто используемые для данных о лесных пожарах, «работают с разрешением в сотни метров, так что один пиксель равен размеру городского квартала», — говорит Лайдич. «Мы работаем с разрешением 3,5 метра, что означает, что один пиксель равен размеру дерева».
Кроме того, спутники постоянно обращаются, так что они смогут пролететь над районом лесного пожара только один или два раза в день, в отличие от воздушного шара, который может висеть над определенной областью и отправлять непрерывные обновления. Операторы используют точные расчеты погоды для выбора места запуска воздушного шара так, чтобы он дрейфовал над своей целью, и после запуска он управляется с помощью контроля высоты, перемещаясь вверх или вниз между различными воздушными потоками.
На другом конце спектра есть дроны, которые также используются для получения аэрофотоснимков лесных пожаров. Уровень детализации высокий, но частота сканирования низкая, согласно Лайдичу. «Дрон может сканировать что-то вроде одного квадратного километра в час, а наша система может сканировать что-то вроде 1000 квадратных километров в час», — говорит он.
Воздушные шары находятся где-то посередине. Лайдич считает, что их ближайшим конкурентом на рынке является пилотируемый самолет, который может сканировать с аналогичным разрешением и также может достаточно быстро покрывать территорию. Однако, помимо того, что летать над пожаром может быть опасно, самолеты, как и дроны, должны конкурировать с воздушным движением. Часто, когда есть лесной пожар, вокруг области вводится временное ограничение на полеты, говорит он: «Они вынуждены конкурировать за пространство со всеми другими самолетами, которые сбрасывают воду, перемещают персонал рядом с пожаром».
В отличие от этого, стратосфера, где воздушные шары Urban Sky обычно летают на высоте около 60 000 футов (18 300 метров),Remarkably empty. It was once home to the supersonic airliner, Concorde, but today, mostly weather balloons occupy the near-space environment.
Еще одним преимуществом воздушных шаров Urban Sky является стоимость, говорит он. Хотя стартап еще не установил цену на воздушные шары, его цель — сделать их как можно более недорогими и простыми в использовании. Они небольшие и легкие, достигая размера гаража на две машины при полной надувке, и несут полезную нагрузку (которая включает датчик, камеру, мини-компьютер и радио-модемы), весящую не более 6 фунтов (2,7 кг). Изготовленные из прочного, переиспользуемого материала, они могут быть запущены одним оператором с задней части пикапа менее чем за 10 минут, согласно Лайдичу. После приземления воздушные шары проверяются на наличие утечек, ремонтируются, если это необходимо, и могут быть запущены снова.
Доктор Джoshua Fisher, доцент кафедры экологической науки и политики в Калифорнийском университете Чэпмен, который принимал участие в исследованиях, финансируемых NASA, с участием воздушных шаров Urban Sky, считает, что они «занимают отсутствующую золотую середину наблюдения».
«Они могут обеспечить высококачественное непрерывное мониторинг лесных пожаров, их легко быстро развернуть в отдаленных районах, и они имеют дополнительное преимущество в виде сети связи для пожарных на земле, которые обычно находятся в районах с ограниченной связью», — говорит он в интервью CNN по электронной почте.
Обеспечение реального времени связи является критически важным. Центр excellence Colorado по передовым технологиям в области пожаротушения с помощью беспилотных аппаратов, цель которого — улучшить практику пожаротушения по всему штату, разработал мобильное приложение, которое предоставляет данные первымrespondents, включая реальные расположения пожарных, самолетов, границ пожара и ударов молнии. Вызов заключается в поддержании мобильного подключения, которое часто отсутствует в отдаленных районах, где вспыхивают лесные пожары. Бен Миллер, директор центра, рассказывает CNN, что воздушные шары могут предоставить решение для подключения, добавляя, что в настоящее время они участвуют в проекте с другой компанией, базирующейся в Южной Дакоте, Aerostar, которая стремится предоставить постоянное покрытие сотовой связи из стратосферы.
Более широкий контекст
В связи с изменением климата лесные пожары становятся крупнее, интенсивнее и чаще. В Колорадо климат потеплел на 2 градуса по Фаренгейту за последние 30 лет, и 10 крупнейших пожаров в истории штата произошли с 2002 года.
Доктор Райли Рид, менеджер программы "Лидер по борьбе с пожарами" в Urban Sky, надеется, что воздушные шары не только помогут пожарным в раннем обнаружении, но и помогут ученым понять природу лесных пожаров в целом, а также потенциальное использование "контролируемых пожаров" — практики намеренного возгорания участка растительности для поддержания здоровья леса и предотвращения неподконтрольных лесных пожаров.
"Изменение климата происходит, становится жарче и суше, сезоны пожаров длиннее. Лучший способ справиться с проблемой — получить более точные данные", — говорит она CNN.
Даже после пожара воздушные шары могут предоставить важные данные о последствиях пожара. Например, Urban Sky ранее сотрудничала с Геологической службой США (USGS) для сбора данных о том, сколько леса сгорело и идентификации участков, подверженных оползням.
В течение следующих нескольких месяцев компания планирует начать коммерциализацию воздушных шаров с поддержкой гранта от программы NASA FireSense. Они хотят создать модель tanto для продажи воздушных шаров напрямую, как и для эксплуатации воздушных шаров самим и продажи данных как услуги.
"Поскольку частота, интенсивность, масштаб и продолжительность лесных пожаров продолжают расти, такое технологическое решение для управления лесными пожарами не могло бы прийти скорее", — говорит Фишер.
Высококачественные фотографии, снятые воздушным шаром в стратосфере, могут предоставить ценную информацию о погодных условиях вокруг лесного пожара, помогая пожарным предсказывать его поведение и корректировать свои стратегии соответственно.
Воздушные шары Urban Sky progettati per operare в стратосфере, регионе с относительно стабильными погодными условиями, снижая риск сбоев из-за экстремальных погодных условий, которые могли бы повлиять на более низкие высоты.
Читайте также:
- Пока железная дорога бастует: метеослужба предупреждает об "опасности черного льда" во многих районах Германии
- Скользкие дороги, отмененные рейсы - снежный хаос парализует Баварию
- Между зимней страной чудес и дорожным хаосом: как прошли первые снежные выходные в Германии
- Погодная ситуация на юге Германии облегчается, но авиа- и железнодорожное сообщение остается нарушенным
