林野火災時の風向・風速の推定法の開発と延焼拡大予測

开发一种估算森林火灾期间风向和风速并预测火势蔓延的方法

• 批准号: 11876037
• 负责人: 井上 章二
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11876037/
• 关键词: 林野火災; 樹木の片面燃焼; 風向風速; 延焼拡大予測; 風洞実験; 燃焼材料; みかけの密度; 燃焼速度; 延焼拡大

本研究では、風洞をもちいた燃焼実験により、火災跡地の立木に残る燃焼痕(いわゆる樹木の片面燃焼痕)から火災時の現地の風向・風速を推定する方法について検討を行った。まず、風向については、いずれの実験条件においても、樹木の風下側の燃焼痕が風上側に比べて高い位置まで残っており、風向は樹木の燃焼痕から推定できることが明らかとなった。次に風速に関して、風上側の燃焼痕の高さは、風速が大きくなるほど低くなり、風下側の燃焼痕は風速とは無関係に直径が大きくなるほど高くなった。また、風下側の燃焼高と風上側の燃焼高の差(H_d)が、風速を推定する上で重要な因子であることが確かめられた。しかし、この結果を現地へ適用するためには、風洞実験と実際の林野火災とのスケールを考えると、風下側燃焼高と風上側燃焼高の比(H_r)も、重要な因子であると考えられ、次元解析の結果、次の実験式が導かれた。風上着火:H/D=1.86×10^<-1>(U・D/ν)^<1.64>風下着火:H/D=7.24×10^<-5>(U-D/ν)^<1.21>ただし、H=H_d×H_r,Dは材の直径,Uは風速,νは空気の動粘性係数火入れを利用した現地実験において、実験式の適用性を検討したところ、高い精度で火災時の現地の風速が推定できることが確認された。また、延焼拡大予測に必須の燃焼速度に関しても風洞実験の結果、燃焼速度が最大となる燃焼材料のみかけの密度が存在することが明らかとなった。今後、現地植生の状態から火災時の燃焼速度推定の可能性があり、林野火災延焼拡大予測につながると考えられる。

在这项研究中，我们研究了一种方法，用于通过使用风洞的燃烧实验，从燃烧的燃烧痕迹（所谓的单方面燃烧痕迹）估算燃烧痕迹时的局部风向和风速。首先，很明显，在所有实验条件下，树的下风的燃烧痕迹保持在比方向高的位置，并且可以从树的燃烧痕迹中估算风向。接下来，关于风速，随着风速的提高，燃烧痕迹的高度变得较低，并且无论风速如何，随着直径的增加，下风侧的燃烧痕迹的直径变得更高。还已经证实，下风侧的燃烧高度与上风侧的燃烧高度之间的差异（H_D）是估计风速的重要因素。但是，考虑到风洞实验的规模和实际森林火灾的规模，将此结果应用于现场，逆风燃烧高度和朝向燃烧高度的比率（H_R）也被认为是一个重要因素，并且尺寸分析导致了以下经验性分析：up-dignition：upwind Ignition：H/D = 1.86×10^10^<-1> ut/n 3^<-1> U. 3^<-1> U. 3.>>> U. 3> U. 3> U. 3>>>>> U. 3.点火：h/d = 7.24×10^<-5>（u-d/ν）^<1.21>但是，在使用H = H_D×H_R的现场实验中可以以很高的精度估算火的时间。此外，风隧道实验表明，燃烧材料的密度可以最大化燃烧速度，这对于预测火的传播至关重要。将来，可能会根据当地植被的状态在火灾时估算燃烧速度，这将导致对森林大火的蔓延进行预测。