识别和防止野火从空中和太空传播

AZoCleantech采访了加州大学伯克利分校物理与空间科学实验室的物理学家Carlton Pennypacker教授。下面的采访讨论了野火的影响，气候变化是如何推动这些野火的，以及野火检测和监测的未来。

你能解释一下为什么抗击野火如此重要吗?

在许多方面，野火对我们的星球构成迫在眉睫的威胁。例如，加州每年损失数十亿美元。据估计，在过去的几年里，在房地产方面已经损失了数千亿美元。更重要的是，每年至少有100人死于野火。由于气候变化，这一数字只会上升并变得更糟。

此外，整个旧金山湾区之前因为烟雾关闭了一两个星期，我们可能会再次面临现有的火灾。由于这些野火，人们无法呼吸，各种各样的肺部问题出现了。

有这些直接的方面，但一个长期和非常令人担忧的因素是野火造成的二氧化碳排放。我估计占加州二氧化碳总量的8%到12%₂这些天野火造成了排放。

目前，在加利福尼亚州，有迪克西大火，这是加州有史以来第四大火灾。我们的消防服务非常棒。他们冒着生命危险，他们很擅长灭火，但当这些大火来袭时，它们蔓延了数十万英亩。这对每个人来说都很艰难，不幸的是，我们看到越来越多这样的人。

气候变化在野火中扮演了什么角色?

气候变化是核心问题。生火的燃料比较干燥;夜间的湿度较低。以前，火通常在晚上燃烧，不会燃烧得这么厉害。但现在他们还在继续，因为晚上太干燥了——这是另一个气候变化的影响。

风更猛了。有一段时间，地球上的风似乎在减少。现在它们又开始上升，结果，它们使火灾更加严重。此外，火的强度如此之大，以至于它们会产生自己的风firenadoes可以看到，这些是大火周围的龙卷风。此外，大火中有太多的能量，它们可以把余烬送到几英里外，这可能会在一英里外引发一场大火，然后这场大火会与现有的大火融合在一起。所以表面传播速度可能是每小时10英里和每小时20英里。

当我们七八年前开始这项工作时，我们研究了气候科学家的预测，每隔几年，情况就会变得越来越糟。我们可以从研究中看到，我们将在北加州看到更多的火灾，那里是大火发生的地方，例如，在天堂，迪克西大火，因为那个地区变得越来越干燥。北加州以前没有这么大的火灾。这些火灾过去仅限于南加州的洛杉矶和圣地亚哥等地。

如何使用红外传感器的数据来创建火灾行为的模型?

我们现在正在尝试建造的卫星将有一个地球同步轨道。就火灾行为而言，这将是一个很好的敲钟人。然后，我们想要在飞机上开发低地球轨道和测绘系统，以了解火灾的情况。这有助于显示野火的温度、蔓延速度以及蔓延速度与燃料的关系。红外探测器现在非常敏感和有效，它们已经取得了巨大的进步。现在可以从两万英尺的高度看到灰烬了。

我们有机载计算，以确保我们确切地知道地面上的东西在哪里。我们拥有的数据包括几种波长的红外测量数据。在此之前，我们从未有过容易进入模型的数据。那些建立模型的人由于没有好的数据来修正他们的模型或测试模型而受到阻碍。我认为，随着我们能够提供更多信息，我们将看到模型的逐步改进。

野火建模对消防员和紧急救援人员有什么好处?

再加上高频成像，如果你确切地知道周长在哪里，灵敏度有多高，特别是，你知道燃料在哪里，你知道风的方向，还有高度，你就可以有一个相当简单的模型——它可以告诉你火势会蔓延到哪里。

你要把资源放在火灾造成最大破坏的地方。如果你能预测它的发展方向，它会在哪里发展，会在哪里伤害人们，财产和自然资源，那么你就会把所有的资源都投入到那个领域。

所有海拔高度都有资源。例如，非常大的空中加油机在火灾中有很大的帮助。这些是改装的dc10和747大型喷气式飞机。它们装满了3万加仑的水或阻燃剂，它们可以铺设不到一英里长的阻燃带。这是一个很大的帮助，而且在我们现在还没有看到的规模上起作用。

你能解释一下早期对现在这个系统的影响吗?

最大的影响因素是社会和地球的需求。在我们真正扭转气候变化之前，气候危机正变得越来越严重，而且还将继续恶化。除了把指挥官带来，别无他法₂下来。

我很感激我在一个支持我的大学研究环境。我们得到了实验室主任和其他工作人员的大力支持。此外，我职业生涯的大部分时间都在探测10亿光年之外的星系中的超新星。很多技术已经产生了影响，包括能够发现小信号。

在五年内，我希望我们能拯救很多生命，对我们的星球有很大帮助。我相信命运允许我和我的同事们以一种非常积极主动、有益的方式使用我们的技能来保护地球。

这个新系统是精简版的富果．你能解释一下从那以后发生的技术进步，这些进步使得新系统得以实现吗?

七年前，我们提出了人造卫星的想法，在摩尔基金会的资助下，我们已经能把它做得更小、更便宜、更好。卫星曾经有一个更大的镜子，我们意识到我们不需要这么大的镜子。该系统可以是现有卫星总线上的寄生有效载荷。

很多技术软件都对我们有利。计算和一切都在年复一年地变得更好，成像也是如此。所有这些都一直在推动我们前进。此外，现在人们的意识也有所提高，人们现在以一种前所未有的方式热爱空间，它变得更容易获得。向地球同步轨道和近地轨道发射的次数更多。我们希望最终建立一个低地球轨道卫星编队，以便于绘制地图，而不必派出飞机。那将是令人兴奋的。

戈登和贝蒂·摩尔基金会的拨款是如何产生的，这笔钱将如何使用?

我们有了卫星的初步设计。我们有光学仪器，识别探测器，并考虑以什么样的卫星为基础。我们已经取得了很大的进步，这都是由摩尔基金会完成的。这项拨款的产生是因为摩尔基金会在旧金山湾区，遭受了这些可怕的烟雾造成的生活中断。总的来说，摩尔基金会关心的是加州的生活质量。当我们开始提出关于如何尽早灭火的进步想法时，他们变得非常同情。

你预计这个系统什么时候推出?

它的某些部分已经开始发挥作用。通过地面系统，我们每天要分析数百万张图像来寻找烟雾。我们正在尝试使用一些军用卫星以一种不会暴露卫星特征的方式，保护卫星，但它们可以帮助我们进行探测。我们已经有了一个试点系统。如果我们获得下一阶段的资金，我希望能在三到四年内发射。

你预计在野火探测方面未来会有哪些改进?

软件将不断改进。对图像进行高速数据传输，图像每秒传输，这是从未实现过的。我认为这将打开大量我们还不知道的软件，在寻找火灾和测量它们方面。我预计这些改进将在未来几年内出现。这将是一个激动人心的时刻。

最终目标是使该系统适应于从地球同步卫星收集观测数据。与机载系统相比，这种定位有什么优势?

我们可以在一张图像中捕捉到整个美国西部的图像。一架飞机必须以每小时10万英里的速度才能捕捉到这样的图像，而我们是瞬间覆盖的。一旦你知道了火灾的位置，飞机就很适合绘制火灾地图，但要找到最初的爆发点，你需要一个广阔的领域，就像我们提议的那样，全天候的系统。

从空中观测得到的数据将如何用于帮助改进这个应用的系统?

我认为我们的第一个系统是一个探路者类型的飞行员，但机载系统将有许多光谱波段。有了这些数据，我们就能看到火势的演变。例如，我们将准确地确定哪种红外颜色是最好的，哪种红外波长是最好的。

我们的读者在哪里可以找到更多的信息?

您的读者可以在我们的网站上找到更多信息网站．

关于卡尔顿·彭尼派克教授

卡尔顿·r·彭尼派克(Carlton R. Pennypacker)是加州大学伯克利分校和劳伦斯·伯克利实验室的天体物理学家，也是该项目的首席研究员动手宇宙项目．

当教师和学生开始在“动手宇宙”项目中发现超新星时，彭尼帕克博士就受到了学生和科学家合作伙伴关系的力量和潜力的激励。

2010年，他被授予法国天文学会朱尔斯·杨森奖。

彭尼派克博士的大部分职业生涯都是研究天体物理学家，1978年获得哈佛大学博士学位。他的主要研究是超新星的研究和自动发现技术的建立。

他与里奇·穆勒共同创立了伯克利超新星搜索项目，后来成为超新星宇宙学项目。他因超新星宇宙学项目发现宇宙正在加速膨胀而获得2007年格鲁伯宇宙学奖和2015年基础物理学突破奖。

面试问题由罗伯特。李．