2020 加州野火火積雲事件

2020年加州野火肆虐的情形是有紀錄以來史上最嚴重的一年,而嚴重的森林火災常常伴隨著罕見的火積雲,這是透過地表熱源作用所激發出來的積雲系統,常在森林火災中相輔相成。

透過美國大地衛星Landsat-8,我們可以用高解析度的光學儀器,紀錄發生在地球上的天氣事件。在9月8日,這顆衛星捕捉了到發生在加州的火積雲現象。

影像來源:USGS。

2020年9月8日,Landsat-8衛星所搭載的作業型陸地影像感測器(Operational Land Imager, OLI)在加州記錄到一個火積雲事件,這是由第2、3、4頻道所組合而成的真實色影像。火積雲位於畫面的右側,褐色棉花糖狀的積雲結構便是由森林火災所激發出來的火積雲,下風處可以看到大量的濃煙,完全遮蔽的地表樣貌。

影像來源:USGS。

透過相同時間的OLI第7頻道:近紅外線影像,我們可以一窺熱源所在的位置,也就是森林正在燃燒的所在地。第7頻道的波長為2.2微米,這個頻道的優點在於對火焰的訊號很敏感,而且影像不易因為濃煙而模糊。

圖中愈亮表示能量越高,火災燃燒的情況越嚴重。我們可以看到在火積雲出現的位置有很強且大範圍的的熱源訊號,顯示該處燃燒得相當劇烈。

這是一個形成初期的火災位置,目前燃燒的範圍還很局部,直徑大約3公里左右,餘燼區域還不是很明顯。南方則有兩處小規模的火災。(雖然說小規模,但也都是公里等級了)

影像來源:USGS。
影像來源:USGS。

同樣是9月8日,這是另外一處的起火位置。這裡明顯已經延燒了一段時間,燃燒過的範圍東西方向約30公里、南北向也有10公里以上,粗略計算後只比台北市小一些,若考慮到這裡還在不停燃燒,最後的燃燒面積肯定會更大。

森林火災長什麼樣子

所謂的森林火災,從遠處看並不像房子失火那般,整座山熊熊燃燒,反而比較出現一個類似「橡皮筋」的封閉環形,隨著時間逐漸向外擴張。從近紅外線的衛星影像便可以清楚地看到「正在燃燒的封閉環形」,而其中有幾處燃燒的強度比較大。

森林火災難以控制原因之一:「風」

當大氣中的風速大到一定程度時,不只會助長當地的火勢,同時著火的枯枝落葉會被吹往遠方,很有可能會在遠處點燃新的木材,增加滅火的難度。 我們從上面的衛星影像中不難發現,火災西南方的位置有幾個不連續的熱源,一般狀況下的火焰不應該出現「跳躍」的現象,而是「連續性」的延燒才對,因此推測這些熱源可能是透過風的傳遞,將火災位置的火源帶往下風處,進而產生了新的起火點。

衛星影像的重要性

加州的森林火災跟台灣都市裡的火災很不一樣,動不動就是幾十平方公里的規模,想要監測火災的活動與其影響的範圍,是不太可能用人力實地測量的,需要藉助無人機或是衛星影像的幫忙,才能夠迅速且精確地掌握狀況。

話雖如此,衛星影像在使用上還是有許多限制,例如同步衛星雖然每10分鐘就會有1次觀測,但是空間解析度不足以掌握火災細節:LandSat-8衛星的影像解析度雖然相當高,但是16天1次的再訪率讓它很難在即時防災作業中使用,比較適合在事後用來做地貌變化的分析。

參考資料

發表留言

在WordPress.com寫部落格.

向上 ↑

使用 WordPress.com 設計專業網站
立即開始使用