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通过流体动力学实现野火与周围环境相互作用的重要性

罗德曼·林恩洛斯阿拉莫斯国家实验室，美国

野火对生命、财产和关键基础设施构成威胁，但野火是自然环境中不可避免的一部分。为了提高我们应对野火并预测其对地球系统影响的能力，了解驱动野火的过程以及野火受周围环境影响的机制非常重要。最近的火灾行为研究说明了火灾周围大气运动以及火灾与周围大气之间双向相互作用的重要性。这些运动受到植被结构和附近地形以及周围风力条件以及火灾本身的影响。大气对火灾及其周围环境的流体动力响应在很多方面影响野火行为。地形对火灾行为的影响主要是由地形引起的夹带模式的变化，这些变化控制着未燃烧燃料的热传递模式。多尺度双向火灾/大气反馈决定了异质火线动态，从而决定了火灾蔓延、火灾对生态的影响以及烟雾的近场放样和输送。火灾周围的流体运动影响燃料管理活动的有效性和后果。例如，森林疏伐不仅消除了可燃燃料，而且还改变了植被阻力，从而改变了火灾的通风，这可能会增加火灾的蔓延。在指定火灾的情况下，火灾周围的火灾/大气流体耦合运动的重要性尤其重要。安全使用规定的火灾来降低火灾风险，同时实现生态目标通常取决于消防从业人员预测多种火灾相互作用的能力。这种相互作用与火之间通过火引起的气流的相互作用有关。重要的是要考虑野火周围的三维流体运动，以便 预测野火行为。由于再现性、自然条件的充分表征以及复杂的尺度关系等问题，仅通过现场和实验室实验来破译火灾与周围大气之间的复杂相互作用 一直具有挑战性。计算能力的最新进步为免费使用数值模型创造了新的机会，以提供有关火灾/大气反馈的额外视角，而这在以前一直难以探索。更好地了解当地大气的流体运动影响火灾的方式将提高我们预测火灾行为并制定有效的火灾和燃料管理策略的能力。