Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ

Ονοματεπώνυμο Μεταπτυχιακού Φοιτητή: Παναγιώτης Αγγελής

Α.Μ.: 2020057527

Ημερομηνία Παρουσίασης: 02/10/2023

Ώρα: 11:00

Αίθουσα: Κ3.Α17

Θέμα ΔΜΣ «Βελτιστοποίηση του Καναδικού Δείκτη Κινδύνου Πυρκαγιάς (FWI) για την περιοχή της Μεσογείου»

Title MSc «Optimization of the Canadian Fire Weather Index (FWI) for the Mediterranean region»

Επιβλέπων: Απόστολος Βουλγαράκης

Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:

1. Απόστολος Βουλγαράκης

2. Εμμανουήλ Γρυλλάκης

3. Αριστείδης Κουτρούλης

Περίληψη:

(Ελληνικά)

Τα εργαλεία πρόγνωσης πυρκαγιών έχουν μεγάλη σημασία για την αντιμετώπιση των καταστροφικών επιπτώσεων των πυρκαγιών στις ανθρώπινες ζωές, τους πολύτιμους πόρους και τα περιουσιακά στοιχεία. Η σημασία τους αυξάνεται αν σκεφτούμε τις όλο και εντονότερες επιδράσεις της κλιματικής αλλαγής, όπως την αύξηση της θερμοκρασίας, τα ακραία φαινόμενα ξηρασίας και τις μεταβολές στα μοτίβα των βροχοπτώσεων. Αυτοί οι παράγοντες συνεισφέρουν στην αυξημένη συχνότητα εκδήλωσης πυρκαγιών καθώς και στην αυξημένη έντασή τους. Ο Καναδικός Δείκτης Κινδύνου Πυρκαγιάς (FWI) ξεχωρίζει ως ένα από τα πιο ευρέως διαδεδομένα εργαλεία για την πρόγνωση του κινδύνου πυρκαγιάς. Η αξιοπιστία του έχει επιβεβαιωθεί σε διάφορους τύπους δασών παγκοσμίως. Ωστόσο, οι εξισώσεις που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του δείκτη FWI αναπτύχθηκαν αρχικά για τα δάση του Καναδά, τα οποία έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά σε σύγκριση με άλλους τύπους δασών, όπως τα δάση της μεσογείου, όσον αφορά τη βλάστηση και τις κλιματικές συνθήκες τους. Ο στόχος αυτής της εργασίας είναι η βελτιστοποίηση του ήδη αποτελεσματικού Καναδικού Δείκτη Κινδύνου Πυρκαγιάς (FWI) και η προσαρμογή του στα διαφορετικά χαρακτηριστικά της περιοχής της μεσογείου, προκειμένου να προσφέρει βελτιωμένη πρόγνωση κινδύνου πυρκαγιάς για την συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή.

Το πρώτος σκέλος της εργασίας αφορά την εύρεση σταθερών συντελεστών στις εξισώσεις του FWI που προκύπτουν από εμπειρικούς υπολογισμούς ή εργαστηριακά πειράματα που χρησιμοποιούν χαρακτηριστικά της περιοχής και την τροποποίησή τους ώστε να ληφθούν διαφορετικές τιμές FWI που προσφέρουν καλύτερη ή χειρότερη πρόγνωση κινδύνου πυρκαγιάς. Κάθε τροποποίηση αξιολογείται ως καλύτερη ή χειρότερη ανάλογα με τη συσχέτισή της, μεταξύ των αντίστοιχων τιμών FWI και των καμένων εκτάσεων (Burned Area). Το δεύτερο σκέλος της εργασίας αφορά τη συσχέτιση των ανωτέρω μεταβλητών χρησιμοποιώντας δύο μεθόδους. Η πρώτη μέθοδος αφορά τη συσχέτιση όλων των κελιών από τα πλεγματικά δεδομένα της περιοχής που έχουν καμένες εκτάσεις και η δεύτερη αφορά τη συσχέτιση του κάθε κελιού μόνο του, δεδομένου ότι υπάρχουν επαρκή δεδομένα καμένων εκτάσεων για αυτό.

Αρχικά, η εργασία αναδεικνύει πως υπάρχει μια υποκείμενη θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων μηνιαίων τιμών του FWI και των τιμών logBA (λογάριθμος των καμένων εκτάσεων), πράγμα που επιβεβαιώνει την αξιοπιστία του Καναδικού Δείκτη Κινδύνου Πυρκαγιάς (FWI). Δεύτερον, από την πρώτη μέθοδο συσχέτισης, οι τροποποιημένοι συντελεστές στις εξισώσεις του FWI έδειξαν αύξηση της συσχέτισης έως και 10%, συμπεραίνοντας πως η βελτιστοποίηση του FWI για την περιοχή της Μεσογείου είναι εφικτή. Ωστόσο, παρατηρείται ότι παρά την επίτευξη του στόχου της αυξημένης συσχέτισης, υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ των τιμών FWI του βελτιστοποιημένου και του αρχικού κώδικα. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί σε αυτήν την παρατήρηση, καθώς ορισμένες τιμές FWI χρησιμοποιούνται ως όρια κινδύνου πυρκαγιάς για συγκεκριμένες περιοχές. Επιπλέον, από τη δεύτερη μέθοδο συσχέτισης, δεν παρατηρήθηκε κάποιο σαφές μοτίβο αύξησης ή μείωσης της συσχέτισης στην περιοχή μελέτης. Αυτό το μοτίβο θα μπορούσε να γίνει πιο ξεκάθαρο, είτε χρησιμοποιώντας ένα ευρύτερο χρονικό διάστημα μελέτης, είτε λαμβάνοντας υπόψη τις χρήσεις γης και τον τύπο βλάστησης του κάθε κελιού.

Abstract:

(Αγγλικά)

Fire weather prognosis tools are of great importance for mitigating the catastrophic impacts of wildfires posed on human lives, valuable resources, and assets. Their importance is getting even more important if we consider the side effects of climate change such as rising temperatures, extreme drought phenomena and shifting precipitation patterns. These factors contribute to the increasing frequency and severity of wildfires. The Canadian Fire Weather Index (FWI) System stands out as one of the most extensively used tools for fire weather prognosis. Its rigidity has been demonstrated across various forest types worldwide. Nevertheless, the FWI equations were initially developed within Canadian boreal forests, which exhibits different characteristics compared to other biomes, like Mediterranean forest ecosystems, in terms of their vegetation and climatic conditions. The goal of this project is to refine the already effective Canadian Fire Danger System (FWI) and tailor it for the different characteristics of the Mediterranean climate reference region in order to get improved fire weather prognosis for that particular geographical region.

The first part of the study focuses on locating coefficients in the equations of the FWI that result from empirical calculations or laboratory tests with region specific characteristics and modify their values to get different FWI values, that describe better or worse fire weather prognosis. The evaluation is performed using the correlation between the resulted FWI value and the observed Burned Area. The evaluation is performed using two methods. The first method is the correlation on a regional basis, i.e.  all the grid-cell of the data for the study region with Burned Area data, and the second method is the correlation at a grid-cell basis.

The results indicate an underlying positive correlation between the average monthly FWI values and the logBA values, which confirms the reliability of the Canadian FWI System.  Furthermore, using the first method of evaluation, the modified FWI coefficients showed an increase in correlation of up to 10%, suggesting that optimizing the FWI for the Mediterranean climate reference region is feasible. However, it is noticed that despite accomplishing the goal of increased correlation, there is a notable difference between the FWI values of the optimized and original FWI code. Special attention should be given to this observation, since in the literature, certain FWI values are associated with certain fire risk thresholds for different regions. Moreover, using the second method of evaluation, no clear pattern of increase or decrease in correlation was observed throughout the Mediterranean. Methodological improvements could improve these results, either by increasing the length of the study period, or by accounting for the land use and vegetation type of each grid box.