Дым - это один из аспектов пожара в дикой природе, когда его последствия могут охватывать широкий диапазон временных и пространственных масштабов. Дымовые эффекты варьируется от кратковременных событий с высокими концентрациями, которые может существенно повлиять на здоровье человека, к событиям большой продолжительности, которые погружают область в низкий, но постоянный фоновый уровень дым с прерывистыми шипами высоких концентраций, образующимися в результате воздействия дыма от нескольких недель до нескольких месяцев. В местном накипь, возможное ухудшение видимости из-за присутствия дымазначительных опасностей на дорогах, представляющие дополнительную угрозу для безопасности человека. В более широком масштабе дым может влиять на качество воздуха в регионе, а также региональный климат. Кроме того, связанное с дымом ухудшение качества воздуха и ухудшение видимости относятся к числу наиболее опасных факторов,негативные последствия предписанного сжигания, являющегося важной практикой землеустройства. Землеустроители должны сбалансированно решать следующие вопросы о здоровье человека, вредное воздействие дыма, ухудшение видимости, и транспортной опасности с вопросами охраны труда и техники безопасности в лесу, управление дикой природой, восстановление экосистем, заготовка древесины и секвестрации углерода.
Модели для прогнозирования воздействия дыма от пожаров в лесных массивах могут состоит из четырех основных компонентов. Первый компонент состоит в следующем описание источника выбросов, которое должно включать в себя и то, и другое загрязняющих веществ и тепловыделения. Второй компонент включает в себя определение подъема шлейфа на основе изучения устойчивости атмосферы и ветропрофиля, а также скорости распространения очагов возгорания высвобождения тепла для определения вертикальной величины шлейфа. Третий компонент, который несколько пересекается с повышением шлейфа является фактическим перемещением дыма (транспорт и рассеиванием) под действием атмосферного ветра. Хотя четвертый компонент может быть включен не во все инструменты для моделирования дыма, необходимо отметить учет химических превращений, происходящих в виде дыма компоненты реагируют друг с другом, и окружающая атмосфера, имеет важное значение для решения целого ряда вопросов качества воздуха, большинство из них особенно образование озона.
Влияние дыма, производимого сельскохозяйственными предприятиями, на качество воздуха. Проблема сжигания лесов является одной из основных исследовательских тем на протяжении многих десятилетий, не только в Соединенных Штатах, но и во многих других странах мира. В течение этого периода многие методы моделирования и предсказывают перенос и рассеивание дыма. В настоящем обзоре рассматриваются модели, которые были использованы для моделирования переноса и рассеивания дыма с уделением особого внимания следующим аспектам, которые используются в оперативном режиме, или те, которые присутствуют в значительном прогрессе в развитии науки. Который должен представлять собой исчерпывающий обзор моделей качества воздуха. В обзоре описаны ящик, гауссовский плюм, лагранжианский и эвлерианских сетчатых моделей, а также более сложных. Модели, использующие меньше предположений для решения моментальных задач регулирующий атмосферный транспорт. Обзор завершается описание рамок моделирования.
Коробочные модели
Модель с одним окном - это самый простой подход к оценке концентрации загрязняющих веществ в данной области. Как подразумевает, что бокс-модель предполагает, что сарай может быть представлен простым квадратиком, высота которого определяется вершиной смешанных слоев, и горизонтальные размеры которого определены пространственной протяженностью воздушного сарая. Ключевое допущение во вставке заключается в том, что выбросы мгновенно перемешиваются в хорошо перемешанном виде по всему объему коробки, минуя все процессы.подъема и рассеивания факела и обработки всей границы коробки как источника излучения.
Одним из примеров коробочной модели, используемой для борьбы с курением, является модель Ventiated Valley Box Model или VALBOX. VALBOX это модель экранирования, предназначенная для прогнозирования концентрации твердых частиц и газообразных загрязнителей на уровне земли в следующих средах стагнация в горных долинах. В этом случае коробка определяется дном и бортами долины, и атмосферой инверсии, ограничивающая вертикальное перемешивание дыма. Хотя VALBOX не идеально подходит для прогнозирования поверхностных концентраций от одиночного пожара, это полезно при оценке суммарной нагрузки дыма в долине для эпизода с качеством воздуха, который длится несколько дней.
Предположение о равномерном распределении выбросов в пределах объема коробки очень ограничительна. Мгновенное смешивание загрязнителей требуют наличия таких механизмов, как диффузия, турбулентное перемешивание, суточный ветер и суточные колебания высоты перемешивания, которые обеспечат такое перемешивание по всему объему коробки, если дать достаточно времени. Пространственный масштаб ящика, представляющего собой воздушный сарай, временной масштаб часто считается, что он находится в порядке дня. Более точное время потребовало бы разделения воздушного сарая на меньшее по размеру что увеличивает требования к вычислениям в программе и теряет простоту, что является основным преимуществом моделирования. Поддержание простого описания воздушного сарая ограничивает полевые модели обсуждением эпизодов с качеством воздуха, которые являются преимущественно многодневные и часто состоящие из нескольких источников события которые затрагивают значительную территорию.
Простота квадратной модели обычно используется для оценки способности атмосферы рассеивать загрязняющие вещества. Индекс вентиляции (VI) определяется как произведение следующих величин: высота перемешивания и средняя скорость ветра при перемешивании который также называют транспортной скоростью ветра. Скорость транспортного ветра и направления, высоту перемешивания и VI обычно передаются следующим образом. Национальная метеорологическая служба в своих прогнозах погоды пожаров. Логика индекса вентиляции убедительна.
Еще один индекс борьбы с курением, корни которого уходят в коробку. Концепцией модели является индекс дисперсии в атмосфере (ИДА). Как и в случае с ИРИ, основными исходными материалами ИРИ являются высота перемешивания и транспортный ветер, но ADI также требует информация об устойчивости атмосферы в соответствии с определением Pasquill (1961, 1974). ADI предоставляет открытую шкалу для оценки условий рассеивания дыма как для дневных, так и для ночных условий. Хотя более высокие значения любого из этих VI или ADI отражают улучшенную дисперсионную способность в атмосфере, эта улучшенная дисперсия сопровождается повышенным потенциалом для неустойчивого поведения огня в результате сильных ветров, нестабильность атмосферы или комбинации этих факторов.
Коробчатые модели представляют собой чрезвычайно упрощенное решение проблемы дыма.Процесс рассеивания, так как они мгновенно равномерно рассеивают выбросы по всему объему коробки, устраняя необходимость в описании подъема или рассеивания шлейфа. Требуются следующие метеорологические данные снижается до уровня, необходимого для определения высоты перемешивания и скорости ветра при транспортировке, и эти переменные считаются постоянными для данного ящика в объёме. Приблизи огня предположение о мгновенном перемешивании не может быть выполнено, так как изначальная плавучесть дыма имеет тенденцию к концетрации дыма ближе к верхней части смесительного слоя. По этой причине оценки концентрации на основе бокс-моделей, как правило, слишком высоко в радиусе 100 км от места пожара. Коробочные модели могут быть поучительными при попытке оценить общую нагрузку загрязняющих веществ в помещении.
