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      加州大火肆虐,新科技彰顯力量

      2020.10.21
      加州大火肆虐,新科技彰顯力量2020年9月23日,斯萊特大火在加州與俄勒岡州交界的羅格河-錫斯基尤國家森林中蔓延。類似圖中的無人機可以在濃煙中飛行并觀察火勢,幫助地面的消防員了解火勢的蔓延情況。
       
      撰文:DAVID HELVARG
      攝影:STUART PALLEY

        在史無前例的野火肆虐加州以及美國西部大部分地區的同時,消防隊員采用了許多新方法滅火。一系列新技術和現有技術(包括投擲火球的無人機和改裝客機)紛紛投入使用,為基于地面的老式滅火技術加強力量。
       
        滅火依然需要依靠設置防火帶、放逆火和噴水等方法。最好用的工具通常很簡單:水管、推土機、清理灌木的斧頭。
       
        然而,在氣候變化導致更多更大規模的火災、僅一個火災季的過火面積就達數百萬公頃的時代,消防工作必須更快、更安全、覆蓋更廣,即便是新冠疫情導致滅火工作更加困難。
       
      無人機的到來
       
        無人機尺寸小,易于操作,可以到達固定翼飛機和直升機無法飛到的地方,使得它們成為今年消防領域最偉大的創新。
       
        至少有30位飛行員操縱24架無人機在俄勒岡州、加州、科羅拉多州和其他地方滅火。這是去年的兩倍,去年聯邦《野火管理技術法案》通過簽署成為法律,更多的無人機被允許投入滅火行動。
       
        “今年我們收到的申請大幅增加。我們現在沒有足夠的飛行員或飛機滿足需求,” 美國國家公園管理局的無人機專家、加州內華達山脈Arrowhead Hot Shot消防隊的負責人 Joe Suarez說。
       
        今年8月,Suarez操縱一架M-600無人機飛過雷斯岬國家海岸公園的伍德沃大火著火區。他使用裝配熱成像設備的六旋翼無人機拍攝火災區域,當時的過火面積達2000公頃。人類駕駛的飛機不能冒險飛入海岸霧氣和大火煙霧之中。
       
        另一位資深消防員Simon Weibel當天也加入了Suarez的行動,現在他在一家名為Drone Amplified的公司工作。他帶了一個安裝在無人機底部的漏斗狀附件,該裝置可在不到四分鐘的時間內投擲450個乒乓球大小的燃燒裝置。
       
      加州大火肆虐,新科技彰顯力量
      消防員越來越多地使用無人機飛到常規飛行器無法進入的危險地帶。
       
      加州大火肆虐,新科技彰顯力量
      一架無人機即將把乒乓球大小的設備投擲到地面上,當這些設備撞擊地面時會爆炸,引起小型著火面,消耗掉附近的火災蔓延所需的燃料。

      加州大火肆虐,新科技彰顯力量
      一旦裝上載體,無人機可在不足4分鐘內投擲450個燃燒裝置。這些小球被釘注了防凍劑,后者能與里面的乙二醇發生反應。小球與地面碰撞時會發生爆炸,引發被稱為“逆火”的小型火災。
       
        這些小球被稱為“龍蛋”,直徑2.5公分,其中含有高錳酸鉀。在投擲之前,工作人員會給它們釘注防凍劑。撞擊地面之后,兩種化學物質之間的反應會引燃小球。在一些難以到達的地方,這些“龍蛋”可以在火災到來之前先一步消耗掉火災繼續蔓延所需的燃料。
       
        “優點是你可以在煙霧彌漫的環境下開展夜間行動,因為如果一架無人機墜毀,不會造成人員傷亡,” Weibel說。
       
        在撲滅雷斯岬大火的行動中,無人機是“很好的安全工具,可以幫助消防員進入煙霧太濃或地形陡峭的地方,” Suarez說。他們投擲的“龍蛋”引發了逆火,過火范圍為90-120米寬的狹長地帶,成為阻擋野火蔓延的更有效屏障。
       
      來自空中的巨大幫助
       
        今年9月,致命的埃爾多拉多大火在洛杉磯東部肆虐,一架經過改裝的747大型噴氣機低空飛過樹頂,投擲了68立方米的鮮紅色阻燃劑,以減緩大火的快速蔓延。引導這架噴氣機的是一架機動性強、越戰時期的OV-10“野馬”飛機。在指引裝有大量阻燃劑的大型飛機之前,這些“野馬”必須要確保飛行路線暢通,沒有上升氣流、不斷移動的煙柱、隱藏地形,以及可能將這架大型飛機及其3名機組人員置于危險境地的其他障礙。
       
      加州大火肆虐,新科技彰顯力量
      九月,一名消防員站在紅杉國家森林的加州190號公路附近。公路上覆蓋著一層滅火飛機投擲下來的鮮紅色漿體(名為Phos-Chek),可減緩火勢蔓延。背景是因樹皮甲蟲和干旱而死亡的樹木。
       
        專家說,消防飛機面臨的另一個潛在危險是未授權的民用無人機,因為只要發現這類無人機,低空飛行的消防飛機就會自動降落。“我們的飛機和直升機在離地幾十到上百米的低空飛行,如果一架無人機出現,就沒有足夠的行動空間,”加州消防局的公共信息官員Scott McLean解釋說。
       
        在“野馬”的串列座艙里,飛行員后面坐著一位加州消防專家,他通過6臺無線電設備與其他消防員、機構、媒體以及機場控制塔保持聯系。在觀察機上空,還有許多其他技術在源源不斷地提供戰略層面的信息。觀察機一次可以環繞火焰和煙霧飛行長達3個小時。
       
        美國宇航局、歐盟、美國軍方以及其他機構擁有的衛星裝備了捕獲不同波長光線的相機和傳感器,可幫助識別和追蹤新發生的野火。美國林務局和美國地質調查局長期以來一直使用地球觀測衛星提供的數據,進而建立模型并預測未來可能發生野火的地點。不過,火災行為專家警告說,舊模型可能不再適用于今天溫度更高、蔓延更快、規模更大的火災。
       
        “如果兩周內燒毀了60萬公頃土地,這類火災事件就達到了前所未有的級別,” 加州消防局的科學家David Sapsis指出。
       
        9月初,美國宇航局一架裝配了成像雷達的灣流噴氣機飛越了加州北部的LNU閃電山火現場,火災燒毀了葡萄酒之鄉的部分地區。成像雷達透過煙霧,拍攝了一張高分辨率的近距離照片,展示了大火在地面的蔓延情況。
       
        “這種儀器在探測土壤濕度、植被結構和生物量方面的用途非常廣泛,” Yunling Lou說,她負責管理美國宇航局噴氣推進實驗室的雷達項目。
       
        噴氣推進實驗室的雷達可以穿透煙霧和云層,測量地面高度,誤差不超過0.6公分。這使得它能為火災管理團隊提供實時火災地圖,以及繪制火災損失地圖。它還能追蹤哪些過火地區在雨季期間最容易發生山體滑坡和泥石流,比如2018年的蒙特塞圖泥石流,當時共造成23人死亡,163人受傷。
       
      加州的空中消防力量
       
        加州消防局擁有全球最大的消防機群。目前,共有56架加州所有的飛機和11架租賃飛機。
       
        加州消防局總部位于薩克拉門托附近的前麥克萊倫空軍基地,全州共有22個飛機場,可在20分鐘內到達最新報告的火災現場。飛機可以觀測火災,從直升機上派出“直升機”滅火隊員,以及噴灑水和投擲阻燃劑。
       
      加州大火肆虐,新科技彰顯力量
      9月,一架洛杉磯縣的“火鷹”直升機在“山貓”火災現場的北側灑水。“火鷹”是加州機群的新成員,是一種快速直升機,飛行員可以更快地將消防隊運往新的火災地點。
       
        加州消防局的“火鷹”是一種新型直升機,速度更快,因此飛行員可以更快地將消防隊送往新的火災地點。“火鷹”還能空投3.8立方米的水——是老式直升機的三倍,之后還能利用可伸縮吸管從最近的水體補水。
       
        直升機機群的另一項重大技術升級是軍方長期使用的飛行員夜視鏡。這將使火鷹能在黑暗中進行戰術飛行、滅火和救援。九月初,加州空軍國民警衛隊借助這種還能在煙霧中使用的護目鏡,從“溪”火中救出200多名被困的露營者。
       
      未來科技?
       
        考慮到無人機投入滅火作業的速度之快,似乎可以肯定的是,在未來幾年內,我們將看到森林大火上空出現大量無人機。不過,加州消防局航空部門的高級主管Dennis Brown很快承認,盡管飛機非常重要,“但地面部隊才是滅火的最重要力量。”
       
        而且,對改善消防工作合適工具和正確方向具有最終決定權的,還是今天的一線消防員、重型設備操作員和火災事故管理者。
       
      加州大火肆虐,新科技彰顯力量
      9月,一位消防員在“山貓”火災現場給信號槍重新裝彈。消防隊員向灌木叢中射擊他們稱之為“香腸”的燃燒彈。這會在距離公路幾米到幾十米的地方引發逆火,起到減緩火勢蔓延的作用。
       
        在過去的5-10年里,許多消防員已經開始配備煙霧穿透熱成像相機,有助于發現火災移動和可能被濃煙隱藏的熱點地區,增強了對人員的安全保障。材料科學促進了更輕、更耐火和透氣的防火服的發明,也為消防員們提供了一些幫助。這類防火服的出現大大降低了一些地區的熱傷亡人數,在這些地區,甚至在發生火災之前夏季氣溫就超過37℃。
       
        當被問及未來希望看到什么新技術時,Suarez表示希望看到能在煙霧中安全操作的更安全的通信工具。
       
        “當年我在海軍服役期間,我們擁有一套設備,能整個艦隊都看到每個人的位置和在做什么。如果能有一套(地面)系統,讓我們知道自己所處的位置,并能通過實時視頻更好地交流,進而幫我們做決策,增強我們的態勢感知能力,那就太棒了,”他說。
       
      (譯者:流浪狗)

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