WASHINGTON, DC — I genomsnitt förstör skogsbränder mer än 2,4 miljoner hektar mark varje år i USA. Förra året spenderade US Forest Service mer än 1 miljard dollar för att bekämpa dessa bränder, mestadels i väster. Länder börjar lätt där det finns gott om torrt bränsle, som dött gräs, pinnar och andra torkade växter. Att veta hur mycket bränsle som finns tillgängligt kan hjälpa brandledningsteamen att veta var och när de ska ha hög beredskap. Och en tonåring i Boston, Massachusetts, har hittat ut ett sätt att snabbt komma hem i sådana områden. För att göra det vände hon blicken mot himlen.
Nadine Han, 13, går i sjundeklass vid Boston Latin School. Skogsbränder är inte särskilt vanliga i New England, så du kanske inte tror att en tonåring skulle ha ett stort intresse för dem. Men när Nadine byggde en robot för tre år sedan med FIRST LEGO League, designades hennes för att förhindra skogsbränder. När flickans familj besökte Yellowstone National Park, senare samma år, vad såg de? Bevis på skogsbränder. Så Nadine följde upp det temat för sitt science fair-projekt. Hon bestämde sig för att ta reda på om satellitdata kan användas för att förutsäga när och var skogsbränder kan antändas.
Hennes resultat fungerade bra för att förutsäga markfuktighet – en mätare av hur mycket torrt bränsle en region hade. Och de kvalificerade henne för en resa till Washington för att tävla i Broadcom MASTERS. MASTERS står för Math, Applied Science, Technology and Engineering för Rising Stars. Varje år samlar detta evenemang 30 mellanstadieelever från hela USA för att visa upp sina prisbelönta science fair-projekt och för att tävla i lagutmaningar. Evenemanget skapades och drivs av Society for Science & the Public (som också publicerar
Science News for Students och den här bloggen). Broadcom Foundation sponsrar tävlingen.Ta reda på var bränder kan brinna upp För att avgöra om ett område har mycket bränsle runt, samlar specialister in prover på växter i ett område och beräknar deras bränslefuktighet. De undersöker hur mycket vatten som finns i växtvävnad och skräp, jämfört med växternas torra massa.
“Att mäta bränslefuktighet är verkligen arbetskrävande” – och därför dyrt, påpekar Nadine. Så beräkningar av brandrisk för ett visst område görs vanligtvis inte särskilt ofta, konstaterar hon. Nadine bestämde sig för att se om det kunde finnas någon lägre kostnadsåtgärd som kunde räkna ut brandrisken för breda markområden. Och vad skannar hela nationen ofta? Satelliter!
Tonåringen lärde sig om en satellit som heter SMAP, som står för Soil Moisture Active Passive. Lanserades av National Aeronautics and Space Administration (NASA) 2015 och upptäcker hur våt eller torr jorden är. Det kan också avgöra om den fukten är frusen eller flytande. SMAP kartlägger jordens hela landområde varannan till var tredje dag. Dess data hjälper inte bara forskare att förutsäga vädret, utan också att förutsäga torka och översvämningar.
E Brady Robinson/SSP
SMAP:s data om markfuktighet kan kombineras med andra data för att bestämma vad som kallas vegetationsvatteninnehåll. Detta är mängden vatten som finns i växterna. SMAP:s data och vegetationsvatteninnehållsdata är båda fritt tillgängliga från National Snow and Ice Data Center. För sitt projekt laddade tonåringen ner ett års data (för 31 mars 2015 till 31 mars 2016).Hon jämförde sedan dessa data med de för samma tidsperiod i det nationella Wildfire Assessment System. Dess data, utarbetade av Forest Service-specialister, uppskattar bränslefuktnivåerna för hela USA. Tonåringen letade efter att se om de två datamängderna korrelerade. Hon letade efter en tydlig matchning mellan bränslefuktigheten och SMAP:s uppskattning av växtfuktnivåer för samma områden.
Även om det är relaterade, växtvattennivåer och bränslefuktighet är inte riktigt samma sak, påpekar Nadine. Växtvatteninnehåll, till exempel, tar inte hänsyn till dött skräp på skogsbotten. Den kvantifierar inte heller hur mycket bränsle det finns i en skog totalt.
Sammanlagt jämförde Nadine växtvatteninnehåll och bränslefuktdata för 1 413 olika platser. Och hon fann ett positivt samband mellan dem. En ökning av växtvattenhalten mätt av satelliten var kopplad till en ökning av bränslefuktigheten mätt på marken. För hennes studie visade 87 procent av sajterna en sådan länk.
“Detta… antyder att det är möjligt att använda satellitdata för att uppskatta bränslefuktigheten på marken”, avslutar Nadine. Bränder är en naturlig del av livet i den amerikanska västern. Faktum är att de kan förekomma nästan var som helst. Flera, till exempel, utkämpas för närvarande i östers södra Appalacherna. Tonåringen hoppas nu att hennes teknik kommer att hjälpa markförvaltare att fastställa brandrisker snabbare.
Därefter hoppas Nadine kunna göra ett datorprogram som ska uppskatta brandrisken med hjälp av satellitdata. Och hon är inte ensam. Andra forskare försöker också använda satellitdata för att förutsäga skogsbränder, även med hjälp av SMAP-data. När det gäller att förutsäga bränder kunde några fler ögon på himlen inte skada.
Leave a Reply