← Επιστροφή στους Δείκτες Κινδύνου

Εγχειρίδιο Υπολογισμού Δεικτών & Λογικής Εκτίμησης Κινδύνου Πυρκαγιάς
(FLAME / PYROMET)

1. Μαθηματικοί Τύποι Υπολογισμού Μεταβλητών

Όλοι οι δείκτες υπολογίζονται σε πραγματικό χρόνο από τις μετεωρολογικές μετρήσεις του σταθμού: Θερμοκρασία (\(T\) σε °C), Σχετική Υγρασία (\(RH\) σε %), Μέσο Άνεμος (\(wind\_kmh\) σε km/h) και Ριπές Ανέμου (\(gust\_kmh\) σε km/h).

α) Έλλειμμα Τάσης Υδρατμών — VPD (Vapor Pressure Deficit)

Επιστημονικό Μοντέλο: FAO-56 / Magnus-Tetens

Πίεση Κορεσμού Υδρατμών (\(es\)): $$es = 6.108 \times e^{\frac{17.27 \times T}{T + 237.3}}$$
Έλλειμμα Τάσης Υδρατμών (\(VPD\) σε hPa): $$VPD = \max\left(0, es - \left(es \times \frac{RH}{100}\right)\right)$$

β) Διορθωμένος Άνεμος & Ριπές στα 10 μέτρα (\(u_{10m}\))

Επιστημονικό Μοντέλο: Αεροδυναμική προσαρμογή ταράτσας & λογαριθμικό προφίλ ανέμου (CORINE 3.2.3 - Σκληρόφυλλη Βλάστηση Υμηττού)

Για την αναγωγή της ταχύτητας του ανέμου στο τυποποιημένο ύψος αναφοράς των 10 μέτρων (\(z_2 = 10\text{ m}\)), λαμβάνεται υπόψη η ακριβής διαμόρφωση της εγκατάστασης του σταθμού. Ο αισθητήρας είναι τοποθετημένος σε ιστό 7 μέτρων επί ταράτσας διώροφης κατοικίας, με συνολικό μηχανικό ύψος από τον δρόμο \(z_1 = 12.90\text{ m}\).

Σε αστικές εγκαταστάσεις επί κτιρίων, η ροή του αέρα επηρεάζεται από δύο βασικούς μικρομετεωρολογικούς παράγοντες:

  1. Ύψος Εκτοπίσματος (Zero-Plane Displacement, \(d\)): Ο όγκος του κτιρίου (ύψους περίπου \(5.90\text{ m}\)) δημιουργεί ένα νοητό επίπεδο μηδενικής ταχύτητας (displacement height) που αντιστοιχεί περίπου στο 70% του ύψους του κτιρίου (\(d \approx 0.7 \times 5.90\text{ m} \approx 4.13\text{ m}\)). Το ενεργό αεροδυναμικό ύψος μέτρησης είναι επομένως \(z_{eff} = 12.90\text{ m} - 4.13\text{ m} = 8.77\text{ m}\).
  2. Φαινόμενο Επιτάχυνσης Ταράτσας (Rooftop Speed-up): Η συμπίεση των ρευματικών γραμμών καθώς ο αέρας διέρχεται πάνω από το άκρο της ταράτσας προκαλεί τοπική επιτάχυνση της ροής, η οποία αντισταθμίζει τη μικρή απόκλιση από τα 10 μέτρα αναφοράς.

Ως αποτέλεσμα της εξισορρόπησης του ενεργού αεροδυναμικού ύψους (\(\sim 8.8\text{ m}\)) και της τοπικής επιτάχυνσης, η καταγραφόμενη ταχύτητα ταυτίζεται πρακτικά με την ταχύτητα αναφοράς των 10 μέτρων σε ανοιχτό πεδίο, ορίζοντας τον συντελεστή διόρθωσης ίσο με 1.00.

Αναγωγή Μέσου Ανέμου & Ριπών στα 10m (km/h): $$u_{10km/h} = wind\_kmh \times 1.00 \quad \text{και} \quad gust_{10km/h} = gust\_kmh \times 1.00$$
Ταχύτητα Μέσου Ανέμου σε m/s (για τον δείκτη HDW): $$u_{10m/s} = \frac{u_{10km/h}}{3.6}$$

γ) Δείκτης Ζέστης, Ξηρασίας & Ανέμου — HDW (Hot-Dry-Windy Index)

Επιστημονικό Μοντέλο: Srock et al. (2018)

Υπολογισμός HDW: $$HDW = u_{10m/s} \times VPD$$

δ) Υγρασία Νεκρής Καύσιμης Ύλης 1-Ώρας — DFMC-1h (\(DFMC_{1h}\))

Επιστημονικό Μοντέλο: Rodrigues et al. (2024)

Ο ενδιάμεσος υπολογισμός (\(DFMC_d\)) εκφράζει την αρχική, εκτιμώμενη ποσοστιαία υγρασία της νεκρής καύσιμης ύλης 1-ώρας σε συνάρτηση με το Έλλειμμα Τάσης Υδρατμών (\(VPD\)). Ονομάζεται «ενδιάμεσος» διότι αποτελεί την προκαταρκτική τιμή πριν εφαρμοστεί ο τελικός περιορισμός ασφαλείας, σύμφωνα με τον οποίο η τελική τιμή δεν επιτρέπεται να πέσει κάτω από το 1%.

Ενδιάμεσος Υπολογισμός (\(DFMC_d\)): $$DFMC_d = 1.19 + 19.81 \times e^{-0.29 \times \frac{VPD}{10}}$$
Τελική Τιμή (\(DFMC_{1h}\)): $$DFMC_{1h} = \max(1.0, DFMC_d)$$

ε) Υγρασία Νεκρής Καύσιμης Ύλης 10-Ωρών — DFMC10h (\(DFMC_{10h}\))

Επιστημονικό Μοντέλο: NFDRS Baseline / Simard

Η Ισορροπία Περιεχόμενης Υγρασίας (Equilibrium Moisture Content – EMC) είναι το ποσοστό υγρασίας που αποκτά η νεκρή καύσιμη ύλη όταν έρχεται σε ισορροπία με το περιβάλλον της.

Αν \(RH < 10\%\): $$EMC = 0.03229 + (0.281073 \times RH) - (0.000578 \times RH \times T)$$
Αν \(10\% \le RH \le 50\%\): $$EMC = 2.22749 + (0.160107 \times RH) - (0.014784 \times T)$$
Αν \(RH > 50\%\): $$EMC = 21.0606 + (0.005565 \times RH^2) - (0.00035 \times RH \times T) - (0.483199 \times RH)$$
Τελικός τύπος \(DFMC_{10h}\): $$DFMC_{10h} = \max(1.0, (EMC \times 0.9) + 0.5)$$

2. Κατηγορίες Επικινδυνότητας & Λογική Εκτίμησης PYROMET

Η αξιολόγηση πραγματοποιείται συνδυαστικά (Υβριδικό Μοντέλο) σε 2 άξονες: την Κατηγορία Κινδύνου Πυρκαγιάς (βάσει HDW, DFMC-1h και ταχύτητας/ριπών ανέμου στα 10m) και τη Δυσκολία Ελέγχου (βάσει HDW, ριπών και μέσου ανέμου στα 10m).

Πίνακας 1: Κατηγορία Κινδύνου Πυρκαγιάς (Υβριδική Συνθήκη "Ή")

Κατηγορία Κινδύνου Κριτήρια Ενεργοποίησης (Ισχύει οποιοδήποτε από τα παρακάτω)
ΑΚΡΑΙΟΣ\(HDW \ge 350\) ή \(DFMC_{1h} < 4.0\%\) ή \(u_{10m, mean} \ge 60\text{ km/h}\) ή \(gusts_{10m} \ge 90\text{ km/h}\)
ΠΟΛΥ ΥΨΗΛΟΣ\(HDW \ge 200\) ή \(DFMC_{1h} < 7.2\%\) ή \(u_{10m, mean} \ge 48\text{ km/h}\) ή \(gusts_{10m} \ge 70\text{ km/h}\)
ΥΨΗΛΟΣ\(HDW \ge 150\) ή \(DFMC_{1h} < 11.3\%\) ή \(u_{10m, mean} \ge 42\text{ km/h}\) ή \(gusts_{10m} \ge 60\text{ km/h}\)
ΜΕΤΡΙΟΣ\(HDW \ge 70\)
ΧΑΜΗΛΟΣ\(HDW < 70\) (όταν δεν πληρούται καμία παραπάνω συνθήκη)

Πίνακας 2: Δυσκολία Ελέγχου Πυρκαγιάς (5 Επίπεδα)

Δυσκολία Ελέγχου Συνθήκη Αξιολόγησης (HDW, Μέσος Άνεμος & Ριπές στα 10m)
Ακραία\(HDW \ge 220\) ή \(gusts_{10m} \ge 70\text{ km/h}\) ή \(u_{10m, mean} \ge 48\text{ km/h}\)
Πολύ Υψηλή\(HDW \ge 180\) ή \(gusts_{10m} \ge 60\text{ km/h}\) ή \(u_{10m, mean} \ge 42\text{ km/h}\)
Υψηλή\(HDW \ge 150\) ή \(gusts_{10m} \ge 55\text{ km/h}\)
Μέτρια\(HDW \ge 50\) ή \(gusts_{10m} \ge 25\text{ km/h}\) ή \(u_{10m, mean} \ge 12\text{ km/h}\)
Χαμηλή\(HDW < 50\) και \(gusts_{10m} < 25\text{ km/h}\) και \(u_{10m, mean} < 12\text{ km/h}\)
Παράδειγμα Επαλήθευσης (PYROMET Model):
Σχεδιασμός και επεξεργασία ιστοσελίδας: Κώστας Ζαφειρόπουλος, Απόστολος Ζδάγκας και Gemini