Καναδικό Σύστημα Αξιολόγησης Κινδύνων Πυρκαγιάς (Canadian Forest Fire Danger Rating System)
Για τις ανάγκες ανάλυσης και πρόβλεψης της επικινδυνότητας εμφάνισης δασικών πυρκαγιών στον Δήμο Μετσόβου ενόψει κλιματικής αλλαγής, χρησιμοποιήθηκε το σύστημα Canadian Forest Fire Danger Rating System (CFFDRS). Το Καναδικό Σύστημα Αξιολόγησης Κινδύνων Πυρκαγιάς (CFFDRS) είναι το εθνικό σύστημα για την αξιολόγηση του κινδύνου δασικών πυρκαγιών στον Καναδά. Ο κίνδυνος πυρκαγιάς είναι ένας γενικός όρος που χρησιμοποιείται για την έκφραση ποικίλων παραγόντων στο περιβάλλον φωτιάς, όπως η ευκολία ανάφλεξης και η δυσκολία ελέγχου. Τα συστήματα διαβάθμισης κινδύνου πυρκαγιάς παράγουν ποιοτικούς και/ή αριθμητικούς δείκτες δυναμικού πυρκαγιάς, οι οποίοι χρησιμοποιούνται ως οδηγοί σε μια ευρεία ποικιλία δραστηριοτήτων διαχείρισης πυρκαγιάς. Το CFFDRS βρίσκεται σε εξέλιξη από το 1968 και αποτελείται από δύο κύρια υποσυστήματα: το σύστημα Κινδύνου Δασικών Πυρκαγιών (Fire Weather Index, FWI) και το σύστημα Πρόβλεψης Συμπεριφοράς Πυρκαγιών (Fire Behavior Prediction, FBP), και χρησιμοποιούνται ευρέως στον Καναδά αλλά και διεθνώς.
Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιείται το σύστημα Κινδύνου Δασικών Πυρκαγιών (FWI) για να υπολογιστεί η μελλοντική εξέλιξη της επικινδυνότητας πυρκαγιών στον Δήμο Μετσόβου, βάσει δύο σεναρίων κλιματικής αλλαγής. Επίσης, χρησιμοποιείται το σύστημα Πρόβλεψης Συμπεριφοράς Πυρκαγιών (FBP), για να προσδιοριστούν οι ευάλωτες περιοχές του Δήμου σε περίπτωση εμφάνισης πυρκαγιάς. Τέλος, χρησιμοποιούνται δύο βοηθητικές μέθοδοι για τη βέλτιστη προσαρμογή του μοντέλου στην περιοχή μελέτης, η μέθοδος για τον προσδιορισμό των περιόδων εμφάνισης πυρκαγιών και η μέθοδος για τον υπολογισμό του δείκτη υγρασίας Drought Code (DC) από τις κλιματικές συνθήκες των περιόδων μη εμφάνισης πυρκαγιών.
Δείκτης Κινδύνου Πυρκαγιών
Ο Δείκτης Κινδύνου Πυρκαγιών (Fire Weather Index, FWI) αποτελεί μία από τις βασικές συνιστώσες του καναδικού συστήματος κατάταξης της επικινδυνότητας δασικών πυρκαγιών (CFFDRS), ο οποίος υπολογίζει την επικινδυνότητα εμφάνισης πυρκαγιάς την υπό εξέταση περιοχή βάσει συγκεκριμένων μετεωρολογικών δεδομένων. Η μέθοδος δέχεται συνολικά 10 παραμέτρους εισαγωγής, από τις οποίες οι 4 είναι μετεωρολογικές, και υποχρεωτικές για να τρέξει το μοντέλο, και οι υπόλοιπες 6 σχετίζονται με την εποχή και την τοπογραφία της περιοχής μελέτης. Τα παράγωγα του μοντέλου είναι στο σύνολό τους 7 και παρουσιάζονται στην Εικόνα 1.
Εικόνα 1. Η δομή του Καναδικού μοντέλου κινδύνου πυρκαγιάς
Η εφαρμογή του μοντέλου επικινδυνότητας εμφάνισης πυρκαγιών (FWI) στην περιοχή του Δήμου Μετσόβου πραγματοποιήθηκε αρχικά για την περίοδο 1970-2000 με ημερήσιες χρονοσειρές κλιματικών δεδομένων, ως αναφορά, και στη συνέχεια για τα έτη 2011-2100, σύμφωνα με τις κλιματικές προβλέψεις και μοντελοποιήσεις κλιματικών δεδομένων των σεναρίων RCP4.5 και RCP8.5. Τα κλιματικά δεδομένα περιλαμβάνουν ημερήσιες τιμές για μέση, μέγιστη και ελάχιστη θερμοκρασία, μέση σχετική υγρασία, μέση ταχύτητα ανέμου και ημερήσιο υετό για τα έτη 1970-2000 και για τα έτη 2011-2100.
Για τις ανάγκες κατάλληλης εφαρμογής στον Δήμο Μετσόβου, οι πίνακες των κλιματικών δεδομένων διαμορφώθηκαν κατάλληλα, χρησιμοποιώντας τη μέγιστη ημερήσια θερμοκρασία, την μέση σχετική υγρασία, την μέση ημερήσια ταχύτητα ανέμου και τον συνολικό ημερήσιο υετό, ως τις πιο αντιπροσωπευτικές τιμές για την εφαρμογή του μοντέλου.
Πρόβλεψη συμπεριφοράς πυρκαγιών
Το δεύτερο βασικό μοντέλο του CFFDRS είναι το σύστημα πρόβλεψης συμπεριφοράς πυρκαγιών (Forest Fire Behavior Prediction, FBP). Το μοντέλο προσφέρει ποσοτικοποιημένες εκτιμήσεις της πιθανής εξάπλωσης μιας πυρκαγιάς σε ταχύτητα, ένταση και κατανάλωση καύσιμης ύλης, αλλά και περιγραφικά χαρακτηριστικά της πυρκαγιάς. Η δομή του συστήματος δίνεται στην Εικόνα 2. Τα δεδομένα εισαγωγής διαχωρίζονται σε πέντε βασικές κατηγορίες: το είδος της καύσιμης ύλης, τις μετεωρολογικές συνθήκες, την τοπογραφία, την περιεκτικότητα σε υγρασία και τον τύπο και διάρκεια της πυρκαγιάς. Τα παράγωγα του μοντέλου είναι συνολικά 42, εκ των οποίων τα 8 είναι βασικά και τα 34 συμπληρωματικά. Από τα βασικά, μερικά παραδείγματα αποτελούν η ταχύτητα εξάπλωσης (Rate of Spread), η κατανάλωση της καύσιμης ύλης (Fuel Consumption), η ένταση στο μέτωπο (Head Fire Intensity) και το είδος της πυρκαγιάς (Fire description). Τα συμπληρωματικά παράγωγα είναι πιο εξειδικευμένα και αναφέρονται, για παράδειγμα, σε αντίστοιχες πληροφορίες αλλά για τα διάφορα σημεία της πυρκαγιάς (μέτωπο, νώτα και πλευρά), έκταση της πυρκαγιάς, περίμετρο της πυρκαγιάς, βαθμός επέκτασης κλπ. Ο συνδυασμός των παραπάνω μεταβλητών μπορεί να δώσει ιδιαίτερα χρήσιμες πληροφορίες για την αντιμετώπιση των πυρκαγιών και την έγκαιρη απομάκρυνση των κατοίκων.
Εικόνα 2. Βασική δομή του Καναδικού μοντέλου πρόβλεψης συμπεριφοράς πυρκαγιών
Το μοντέλο πρόβλεψης συμπεριφοράς πυρκαγιών (FBP) εφαρμόστηκε στην περιοχή του Δήμου Μετσόβου με στόχο να προσδιοριστεί η επικινδυνότητα κατόπιν εμφάνισης πυρκαγιάς εντός του Δήμου. Βάσει των δεδομένων εξαγωγής του μοντέλου, η περιοχή του Δήμου μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε επικινδυνότητα από την εξάπλωση της πυρκαγιάς. Επιπρόσθετα, μέσω χωρικής ανάλυσης των ζωνών επικινδυνότητας, είναι εφικτή η παραγωγή οδηγιών για την αντιμετώπιση μιας πυρκαγιάς καθώς και σχεδίων εκκένωσης του οικισμού.
Η εφαρμογή του μοντέλου έγινε βάσει των υποχρεωτικών μεταβλητών και μερικών συμπληρωματικών, για τις οποίες υπάρχει η δυνατότητα ανάκτησης. Επίσης, είναι εφικτή η παραγωγή σεναρίων σχετικά με την εξάπλωση των πυρκαγιών, μέσω εφαρμογής του μοντέλου με διάφορες τιμές των μεταβλητών (πχ. την κατεύθυνση του ανέμου).
Για το είδος της καύσιμης ύλης, χρησιμοποιήθηκε η σημερινή κάλυψη γης του Δήμου Μετσόβου. Η βλάστηση μπορεί να μεταβληθεί σημαντικά με την πάροδο του χρόνου, ωστόσο, δεδομένου του είδους της βλάστησης εντός του Δήμου (κυρίως κωνοφόρα δάση), οι μεταβολές πραγματοποιούνται σε διάστημα πολλών ετών. Για τα μετεωρολογικά δεδομένα, χρησιμοποιήθηκαν μερικές περιπτώσεις υψηλών τιμών επικινδυνότητας στα σενάρια που προέκυψαν από την εφαρμογή του μοντέλου επικινδυνότητας εμφάνισης πυρκαγιών (FWI) για το διάστημα 2011-2100 και για το σενάριο κλιματικής αλλαγής RCP8.5. Η τοπογραφία θεωρείται σταθερή και οι προαιρετικές μεταβλητές σχετικά με την υγρασία του φυλλώματος δε χρησιμοποιήθηκαν στην εφαρμογή του μοντέλου, καθώς είναι μια ιδιαίτερα ευμετάβλητη παράμετρος. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές εφαρμογής του μοντέλου σε διάφορα σενάρια κατεύθυνσης του ανέμου.
Η εφαρμογή που αναπτύχθηκε για την παρακολούθηση της επικινδυνότητας εμφάνισης πυρκαγιών στον Δήμο Μετσόβου είναι διαθέσιμη στον παρακάτω σύνδεσμο:
https://mirc.ntua.gr/natural-disasters-metsovo/mapping/
Περισσότερες πληροφορίες για την υλοποίηση του μοντέλου και τα αποτελέσματά του είναι διαθέσιμες στο Παραδοτέο ΠΕ5 (Π5.1 και Π5.2) του έργου.