تحليلي بر روش هاي مدل سازي و شبيه سازي گسترش آتش سوزي در جنگل ها

Analysis on Modeling and Simulation Methods of Fire Spread in the Forests

امروزه پديده آتش ­سوزي در عرص­ه اي جنگلي به­ عنوان يكي از بلاياي طبيعي بخش وسيعي از جنگل­هاي جهان را مورد تهديد قرار داده است. با توجه به اثرات مخرب آتش­ سوزي بر جنگل، انجام تحقيقاتي كه با استفاده از روش­ هاي نوين بتوانند گسترش آتش­ سوزي را پيش­ بيني كنند، بسيار ارزشمند است. اين مطالعه به منظور بررسي روش­ هاي مختلف مدل­ سازي و شبيه ­سازي گسترش آتش­ سوزي در جنگل­ هاي جهان و ايران انجام شده است. مدل­ هاي رياضي اساس برنامه­ هاي كامپيوتري شبيه­ سازي رفتار آتش مي­ باشند. اين مدل­ ها به چهار دسته مدل­ هاي نظري، سيستم فيزيكي، تجربي و نيمه ­تجربي تقسيم مي ­شوند. مدل­ هاي نظري قابليت تعميم به اكوسيستم ­هاي مختلف را دارند، اما اعتبارسنجي آنها مشكل است. مدل­ هاي فيزيكي (سطحي، تاجي، زميني، لكه ­اي) با توجه به نوع آتش ­سوزي ­هاي جنگلي توسعه يافته ­اند، اما اين مدل ­ها گاهي داراي دقت كافي نيستند و اعتبارسنجي آنها مشكل است. مدل­ هاي تجربي به دليل سهولت استفاده، بسيار كاربردي مي­ باشند، اما اين مدل­ ها فقط براي اكوسيستم ­هاي با شرايط مشابه آنچه در فرمول­ بندي و آزمون مدل به كار رفته است، قابل اجرا مي ­باشند. مدل­ هاي نيمه ­تجربي به دليل اعتبارسنجي آسان­ تر، سادگي و سازگاري با داده‌هاي رستري بسيار مورد توجه قرار گرفته ­اند، اما عدم قابليت براي آتش­ سوزي­ هاي تاجي و لكه ­اي، برنامه­ نويسي دشوار و لزوم در دسترس بودن داده­ هاي مورد نياز براي همه پارامترهاي مؤثر در مدل مربوطه، از معايب اين مدل­ ها مي­ باشد. با توجه به شرايط جنگل ­هاي ايران مدل ­هاي نظري، مدل­ هاي فيزيكي آتش­ سوزي سطحي و مدل­ هاي نيمه­ تجربي راترمل (Rothermel)، فارسايت (FARSITE) و اتوماسيون سلولي (Cellular Automata) مي ­توانند بهترين مدل­ ها براي گسترش آتش­سوزي در جنگل­ هاي ايران باشند.

Nowadays، the phenomenon of forest fires as a natural disaster threatens a large part of the world's forests. Due to the devastating effects of fire on forest، Research conducted by using new methods to predict the spread of fire، is very valuable.This study has been done to investigate the different methods of fire spread modeling and fire simulation in the forests of the world and Iran. Computer programs are based on mathematical models in order to simulate fire behavior. These models are divided to four categories of theoretical models، physical systems، experimental models and semiexperimental models. Theoretical models have the ability for universalization to the different ecosystems، but their validation is difficult. Physical model (surface، crown، ground، spot) have been developed regarding to the type of forest fires، but these models often don’t have the enough accurate and their validation is difficult. The experimental models are very practical due to the ease of use، but they are applicable just for ecosystems which they have the similar conditions with that used in formulation and test of model. The semi-experimental models are taken into consideration because of easier validation، simplicity and compatibility with the raster data، but lack of ability for crown and spot fires، difficult programming and necessity of availability of the required data for all effective parameters are deficiencies of these models. The theoretical models، physical models of surface fire، semi-experimental models of Rothermel، FARSITE and cellular automata can be the best models for fire spread of Iranian forests regarding to conditions of these forests.