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    野火燒不「進」 高科技能成為森林大火的剋星嗎?

    氣候變遷下全球暖化加劇,近年夏季不斷創新高溫紀錄,伴隨著更加頻繁的野火肆虐,危及環境與人類生命安全。能否及時偵測與撲滅野火成為重要課題,有哪些科技能幫助我們即時偵測野火,他們的優缺點與未來展望又是什麼呢?

    今年8月初,夏威夷茂宜島上一場毀滅性的野火,根據《BBC》報導,這起野火造成115人死亡,目前還有超過千人失蹤,成為美國自1918年來最嚴重的野火傷亡事件。雖然起火原因尚未確定,但乾燥的天氣、鄰近的熱帶氣旋,與蔓生的易燃外來種植物加劇了野火的風險。

    近年夏季高溫不斷刷新紀錄,伴隨著更加強烈與頻繁的野火,危及環境與人類生命安全。照片來源:Chil Vera/Pixabay
    近年夏季高溫不斷刷新紀錄,伴隨著更加強烈與頻繁的野火,危及環境與人類生命安全。照片來源:Chil Vera/Pixabay

    極端高溫、乾燥加劇 希臘7月野火碳排創新高

    歐洲6-8月的夏季熱浪不僅威脅健康,也為野火創造了適合的條件。今年西班牙加納利群島、希臘、土耳其、阿爾及利亞都發生了野火。根據歐盟地球觀測計劃「哥白尼大氣監測服務」(Copernicus Atmosphere Monitoring Service,CAMS)的數據,希臘今年7月的野火碳排,創下了自20年前有紀錄以來的最高紀錄。 

    位於高緯度的加拿大也深受野火所苦,從3月底就不斷受到持續創紀錄的野火影響。根據加拿大跨部門森林防火中心(Canadian Interagency Forest Fire Centre, CIFFC)截至上個月28日的數據,今年加拿大野火已燒毀了15萬1614平方公里,超過四個台灣大小的土地。

    雖然我們不能在短時間減緩氣候變遷的速度,但如果能預測並及時偵測野火的發生,盡早撲滅,降低野火擴大的機會,便能減少因野火造成的生態破壞與人員傷亡。特別是發生在荒野的野火,因不容易察覺,火勢常演變至難以撲滅的情勢。因此,荒野野火的早期偵測技術,對於野火的風險管理非常重要。隨著近年野火議題更趨迫切,相關技術也不斷進步。

    衛星觀測、攝影塔、無人機助攻 及時偵測防林火擴大

    衛星觀測是實行已久的方法之一。衛星可掃描大片地形、及時偵測火災起點,甚至能在火災發生數十分鐘內識別。以德國的OroraTech公司為例,利用低軌衛星能偵測小至4x4公尺的地理網格,迅速找出氣溫異常的區域,並即時回報消防單位。此外,衛星觀測也能與氣象數據結合,預測野火未來可能的發展趨勢,比如偵測出哪些野火可能發展得更快速。不過,由於衛星的覆蓋範圍有限,可能無法識別小型火災。隨著未來衛星數量增加,掃描也能更加頻繁與精確。

    除了衛星之外,在高處建造的攝影塔(camera tower)能監測衛星觀測不到的死角,但因建造成本非常高,難以擴大範圍。另外,無人空拍機能作為輔助使用工具。比如倫敦帝國理工學院和瑞士Empa研究所合作開發的新型空拍機FireDrone,能夠承受200°C高溫長達十分鐘,可在撲滅野火時輔助消防人員、偵測火源的分佈和受困人員的位置。

    瑞士Empa研究所開發的新型空拍機FireDrone能承受200°C高溫,在撲滅野火時輔助消防人員救災。照片來源:Empa media center
    瑞士Empa研究所開發的新型空拍機FireDrone能承受200°C高溫,在撲滅野火時輔助消防人員救災。照片來源:Empa media center

    感測器搭配AI 預先判斷火災風險提前通報

    另一種廣泛使用的方法是在荒野中佈置感測器(sensor)。和無人機與攝影塔相比,感測器網絡的設置較簡單,且運行和維護通常也較便宜。設於加拿大與巴西的SensaioTech公司,開發出了與手機大小相當的感測器,能夠同時監測14種森林地面的數據(如泥土溫度、濕度和鹽度),每分鐘傳輸一次資料,並在數值達到危險標準時通報。

    比起衛星資料,透過感測器監測野火更即時。但其缺點是較難放置在難以抵達的區域,如高海拔的崎嶇地勢。另外,數據的準確性以及感測器的敏感性也可能造成誤報。比如這次夏威夷的野火,感測器就因失效而未發出任何警報,雖然原因尚未釐清,但持續開發更準確的探測技術是預防及監測野火發生的未來方向。

    此外,野火的發生與地表數據並不一定有直接關係。舉例來說,閃電也可能引發野火,且發生率不低,根據《BBC》報導,從1970年代起,美國西部因閃電導致的野火就增加了四倍。

    發生在荒野的野火因不容易察覺,常演變至難以撲滅的情勢。照片來源:Caleb Cook/Unsplash
    發生在荒野的野火因不容易察覺,常演變至難以撲滅的情勢。照片來源:Caleb Cook/Unsplash

    監測野火方式眾多,不同種偵測方法都有其侷限性,需要多個技術互相配合使用,才能更準確地偵測野火。近期,有許多公司嘗試將AI技術結合野火管理,如紐約的Cornea公司,透過分析地理和地形數據來預測潛在野火位置。其地圖系統還能在野火發生時,判斷出撲救火災成功率較高的位置。

    然而,要讓偵測數據發揮作用,訊息的傳遞尤其重要。不只消防人員要在立即收到通知時超前部屬,民眾也應該獲得即時資訊才能早期疏散,避免生命財產損失。就這一點而言,智慧手機的普及提供了快速掌握野火動態的先機。越來越多消防機構推出自己的App,讓民眾能夠從不離身的手機,即時收到公共部門發出的警報,並定位自己與野火的距離。

    參考資料

    ※本文轉載自低碳生活部落格〈野火燒不「進」 高科技能成為森林大火的剋星嗎?

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