Ilmastodetektivien hankkeet 2022-2023


Hankkeen aihe: Maastopalot

Hankkeen nimi: "Liekkejä vastaan taisteleminen"

Joukkue: Lapset tulessa

2 Dimotiko Scholio Pyrgou Dimotiko Scholio Pyrgou   Pirgos   Kreikka   15 Oppilaan ikä: 10-11-vuotiaat

Tutkimuskysymys

Tulipalojen esiintymistiheys ja voimakkuus maassamme kasvaa joka vuosi. Liittyykö tämä ilmastonmuutoksen aiheuttamaan lämpötilan nousuun ja ilmakehän kuivuuteen?
Η συχνότητα και η ένταση των πυρκαγιών στον τόπο μας αυξάνεται κάθε χρόνο. Υπάρχει συσχέτιση με την αύξηση της θερμοκρασίας и ξηρασίας της ατμόσφαιρας που αποδίδονται σε κλιματική αλλαγή;

Yhteenveto hankkeesta

Prefektuurissamme on runsaasti metsiä, jotka ovat valitettavasti kärsineet pahoja vahinkoja peräkkäisten tulipalojen vuoksi. Näiden tulipalojen syttymisen on toisinaan katsottu johtuvan ihmisen toiminnasta ja toisinaan luonnollisista syistä. Palojen syntyyn vaikuttavat kuitenkin voimakkaasti ilmakehän korkeat lämpötilat ja sateiden vähyys erityisesti huhtikuusta syyskuun puoliväliin sekä tuulten tiheys ja nopeus. Kaikki kolme tekijää ovat ilmastotekijöitä, jotka todennäköisesti muuttuvat tavanomaista vaihtelua enemmän, joten päätimme tutkia niistä kahta ensimmäistä.
Ohjelmamme järjestettiin yhteistyössä Pyrgoksen 1. lukion kanssa. Lyseon oppilaat olivat opettajien johdolla mukana johtamassa alakoulun oppilasryhmiä. Kaikki yhdessä he tekivät yhteistyötä, työskentelivät, etsivät, tutkivat, perehtyivät ja käyttivät uusien teknologioiden tarjoamia mahdollisuuksia, tekivät johtopäätöksiä.
Maastomittauksina käytimme tuntikohtaisia ja kuukausittaisia ilmakehän lämpötila- ja sademäärätietoja, jotka saatiin Ateenan kansallisen observatorion (E.A.A.) Pyrgosin ja kansallisen ilmatieteen laitoksen (N.M.S.) Andravidan meteorologisilta asemilta, jotka sijaitsevat lähellä tutkittavia metsäalueita. Analysoimme näitä tietoja tilastollisesti selvittääksemme tiettyjen fysikaalisten muuttujien muutossuuntauksia.
Satelliittikuvina käytimme ESA:n EO Browserin ja Google Earthin tarjoamia kuvia.
Muina tietoina käytimme ilmakuvia osoitteesta https://maps.gov.gr/gis/map/. Lisäksi Pyrgoksen metsäosasto toimitti meille tietoja sen vastuualueella sattuneiden tulipalojen määrästä ja laajuudesta.
Kuvien ja valokuvien avulla mittasimme muinaisen Olympian altaan metsäpeitteessä tapahtuneita muutoksia arvioidaksemme tulipalojen seurausten suuruutta tällä pyhällä alueella.
Lopuksi rakensimme Arduino-alustan avulla järjestelmän ilmakehän kosteuden, lämpötilan ja hiilidioksidin mittaamiseen, jota voitaisiin käyttää metsäpalojen ennakkovaroittamiseen.

Ο νομός μας είναι μία περιοχή με πλούσια δάση που, δυστυχώς, αλλεπάλληλες πυρκαγιές τα έχουν λαβώσει βαριά. Το ξέσπασμα αυτών των πυρκαγιών έχει αποδοθεί άλλοτε σε ανθρωπογενή παρέμβαση και άλλοτε σε φυσικά αίτια. Η εξέλιξή их, όμως, επηρεάζεται έντονα από την υψηλή θερμοκρασία της ατμόσφαιρας και την έλλειψη βροχοπτώσεων κυρίως από τον Απρίλιο έως και τα μέσα Σεπτεμβρίου, καθώς и από τη συχνότητα και την ταχύτητα των ανέμων. Και η τρεις παράγοντες αποτελούν κλιματικούς παράγοντες που πιθανόν να υπόκεινται σε αλλαγή πέραν της φυσιολογικής μεταβλητότητάς τους, οπότε εμείς αποφασίσαμε να μελετήσουμε τους δύο πρώτους από heitä.
Το πρόγραμμά μας πραγματοποιήθηκε σε yhteistyö με το 1ο ΓΕΛ Πύργου. Μαθητές του Λυκείου τέθηκαν από их εκπαιδευτικούς, επικεφαλής ομάδων μαθητών του Δημοτικού. Όλοι μαζί συνεργάστηκαν, δούλεψαν, αναζήτησαν, εξέτασαν, εξοικειώθηκαν и χρησιμοποίησαν τις mahdollisuuksia jotka tarjoavat η Νέες Τεχνολογίες, κατέληξαν σε συμπεράσματα.
Ως μετρήσεις εδάφους χρησιμοποιήimme ωριαία και μηνιαία δεδομένα ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας и ύψους βροχοπτώσεων, από их μετεωρολογικούς σταθμούς του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (Ε.Α.Α.) στον Πύργο και της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (Ε.Μ.Υ.) στην Ανδραβίδα, περιοχές που βρίσκονται κοντά στις υπό μελέτη δασικές μας περιοχές. Αναλύσαμε στατιστικά αυτά τα δεδομένα για να βρούμε την τάση της μεταβολής των συγκεκριμένων φυσικών μεγεθών.
Ως δορυφορικές kuvia χρησιμοποιήimme τις προσφερόμενες από τον EO Browser της ESA και das Google Earth.
Ως άλλα δεδομένα χρησιμοποιήimme αεροφωτογραφίες από το https://maps.gov.gr/gis/map/. Επίσης, το Δασαρχείο Πύργου μας έδωσε δεδομένα πλήθους και έκtension πυρκαγιών που εκδηλώθηκαν στην περιοχή ευθύνης του.
Με τις kuvia ja τις kuvia μετρήimme τις μεταβολές της δασικής κάλυψης της λεκάνης της Αρχαίας Ολυμπίας για να εκτιμήσουμε το μέγεθος των συνεπειών των πυρκαγιών σε τούτη την ιερή γη.
Τέλος, χρησιμοποιήimme την πλατφόρμα Arduino για να κατασκευάσουμε σύστημα μετρήσεων υγρασίας, θερμοκρασίας и ποσοστού CO2 στην ατμόσφαιρα, που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην έγκαιρη ειδοποίηση έναρξης δασικής πυρκαγιάς.

Tärkeimmät tulokset ja päätelmät

Edellä esitetyt tiedot esitetään graafisesti. Tilastollinen tutkimus perustui 95%-luottamusvälitestiin.
Kuukauden keskilämpötilaa kuvaava kaavio osoittaa, että alueellamme on pitkät lämpimät kuukaudet. Itse asiassa vuotuinen keskilämpötila osoittaa tilastollisesti nousevaa suuntausta. Olemme myös vahvistaneet, että kesäkuukaudet ja syyskuu, jolloin tuhoisimmat tulipalot syttyvät, ovat lämpenemässä. Myös kuumien päivien (päivien, joiden lämpötila on θ>250 C) määrä näyttää kasvavan, vaikka havaitsimme, että tämä kasvu ei ole tilastollisesti merkitsevää. Näyttää siis siltä, että kuivan kauden pituus todennäköisesti kasvaa ja että myös lämpötilat nousevat yhä korkeammiksi.
Sademäärät osoittavat, että alueellamme sataa paljon, mutta kesäkuukausille on ominaista pitkittynyt kuivuus. Itse asiassa sadepäivien määrä on vähentynyt ja sademäärä kasvanut vuodessa, vaikka sitä ei olekaan tilastollisesti dokumentoitu. Näin ollen sateet näyttävät muuttuvan rajuimmiksi, koska saamme enemmän sadetta harvempina päivinä.
Tulipaloissa havaitaan enemmän tulipaloja kesäkuukausina, mikä johtuu odotetusti siitä, että ne ovat kuumia ja kuivia ja että palavaa materiaalia kertyy enemmän, mutta myös huhti- ja lokakuussa, koska silloin tehdään maataloustöitä, jotka aiheuttavat tulipalon. Kesäkuukausina palavat alueet ovat kuitenkin traagisesti suuremmat kuin muina kuukausina. Keskimääräinen vuotuinen palanut pinta-alamme osoittaa, että pitkät kuivuusjaksot ovat edeltäneet raamatullisia katastrofivuosia maakunnassamme. Muinaisen Olympian metsäpeite paljastaa metsiemme yleisen käyttäytymisen: Välimeren metsän nopea elpyminen katastrofien (toinen maailmansota, tulipalot) jälkeen.
Johtopäätöksenä voidaan todeta, että lämpötilan nousu ja kuivuuden lisääntyminen kesäkuukausina, jotka voivat johtua ilmastonmuutoksesta, helpottavat tulipalojen esiintymistä ja leviämistä.

Τα παραπάνω δεδομένα τα αναπαραστήσαμε γραφικά. Η στατιστική μελέτη βασίστηκε στον έλεγχο του 95% διαστημάτων εμπιστοσύνης.
Το γράφημα της διαχρονικής μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας δείχνει ότι η περιοχή μας χαρακτηρίζεται από iso διάστημα θερμών μηνών. Μάλιστα, η ετήσια μέση θερμοκρασία παρουσιάζει στατιστικά αυξητική τάση. Επίσης, επιβεβαιώσαμε στατιστικά että η καλοκαιρινοί μήνες и ο Σεπτέμβριος, η μήνες δηλαδή που εκδηλώνονται οι καταστροφικότερες πυρκαγιές, γίνονται θερμότεροι. Το πλήθος των ζεστών ημερών (ημέρες με θ>250 C) δείχνει κι αυτό να αυξάνεται, αν και βρήκαμε ότι αυτή η αύξηση δεν είναι στατιστικά merkittävä. Φαίνεται λοιπόν ότι μάλλον αυξάνεται η διάρκεια της ξηρής περιόδου, αλλά και että η θερμοκρασίες που επικρατούν τότε είναι όλο και υψηλότερες.
Τα διαγράμματα βροχοπτώσεων osoittavat, että η περιοχή μας έχει υψηλά ποσοστά βροχοπτώσεων αλλά samalla οι καλοκαιρινοί kuukautta χαρακτηρίζονται από παρατεταμένη ανομβρία. Μάλιστα, αν και στατιστικά δεν τεκμηριώνεται, παρατηρείται ελάττωση των ημερών βροχής и αύξηση της βροχόπτωσης ανά έτος. Συνεπώς, οι βροχοπτώσεις φαίνεται να γίνονται όλο и πιο βίαιες καθώς έχουμε μεγαλύτερη ποσότητα ύψους βροχής σε λιγότερες päivää.
Στις πυρκαγιές, παρατηρούμε μεγαλύτερο πλήθος τους στους θερινούς μήνες, όπως αναμενόταν λόγω του että nämä ovat θερμοί και ξηροί ja συντελείται αυξημένη συσσώρευση καύσιμης εύφλεκτης ύλης, αλλά и τον Απρίλιο и Οκτώβριο γιατί τότε γίνονται αγροτικές εργασίες που προκαλούν εκδήλωση πυρκαγιάς. Παρόλα αυτά, οι εκτάσεις που καίγονται στους θερινούς μήνες είναι τραγικά μεγαλύτερες από αυτές των muiden μηνών. Η μέση ετήσια καμένη έκταση μας δείχνει ότι suuria περίοδοι ξηρασίας είχαν προηγηθεί των ετών των βιβλικών καταστροφών στο νομό μας. Η δασική κάλυψη της Αρχαίας Ολυμπίας φανερώνει τη γενικότερη συμπεριφορά των δασών μας: τη γρήγορη ανάκαμψη του μεσογειακού δάσους μετά από καταστροφές (Β΄ Παγκόσμιος πόλεμος, πυρκαγιές).
Συμπερασματικά, η αύξηση της θερμοκρασίας και η αύξηση της ανομβρίας των θερινών μηνών που μπορεί να οφείλονται σε κλιματική αλλαγή, διευκολύνουν την εκδήλωση και εξάπλωση των πυρκαγιών.

Mitä seuraavaksi? Toimet, joilla voit vaikuttaa ja auttaa vähentämään ongelmaa.

Ongelman vähentämiseksi kehitimme laitteen, jota voitaisiin käyttää tulipalojen ja herkkien parametrien, kuten lämpötilan tai ilmakehän koostumuksen, muutosten varhaiseen havaitsemiseen riskialttiilla alueilla. Laite voitaisiin liittää keskitettyyn valvontapisteeseen, jotta tietoja voitaisiin valvoa ja vertailla keskitetysti.
Käytimme erityisesti Arduino-alustaa rakentaaksemme järjestelmän ilmakehän kosteuden, lämpötilan ja hiilidioksidin mittaamiseen. Järjestelmän avulla pystyimme mittaamaan edellä mainitut parametrit reaaliajassa. Nämä mittaukset välitettiin langattomasti GSM-yhteyden kautta virtuaaliseen keskusasemaan. Jos yksi tai useampi edellä mainituista parametreista ylitti tietyn arvon, oli mahdollista aktivoida virtuaalinen hälytys.
Säännöstä voitaisiin käyttää useissa tapauksissa, esimerkiksi palontorjunnassa. Sarja akkukäyttöisiä laitteita voitaisiin asentaa metsäalueen avainkohtiin. Toimivaltainen virasto saisi jatkuvasti tietoja kaikilta antureilta, jolloin se saisi täydellisen kuvan vallitsevista olosuhteista reaaliajassa. Jos yksi tai useampi anturi laukaisi hälytyksen esimerkiksi lämpötilan tai kosteuden perusteella, toimivaltainen virasto voisi asettaa alueen tehostettuun valvontaan ja ottaa mahdollisesti käyttöön palontorjuntajoukkoja. Koska anturien sijainti olisi viraston tiedossa, se voisi välittömästi valvoa kyseistä aluetta joko käyttämällä maajoukkoja tai jopa käyttämällä asianmukaisesti varustettua lennokkia, joka voisi nopeasti mennä alueelle ja tarkistaa sen omilla antureillaan. Samoin jos yksi tai useampi CO2-anturi antaisi kohonneita arvoja, mikä voisi merkitä tulipalon syttymistä, se voitaisiin nyt pysäyttää paljon nopeammin.

Προκειμένου να βοηθήσουμε στη μείωση του προβλήματος δημιουργήimme μια διάταξη η οποία οποία θα voisi να αξιοποιηθεί για τον έγκαιρο εντοπισμό πυρκαγιών αλλά και αλλαγών σε ευαίσθητες παραμέτρους όπως η θερμοκρασία ή η σύνθεση της ατμόσφαιρας σε περιοχές υψηλού κινδύνου. Η διάταξη θα μπορούσε να συνδεθεί με ένα κεντρικό σημείο ελέγχου προκειμένου να υπάρχει κεντρικός έλεγχος и σύγκριση των δεδομένων.
Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήimme sitä alustaa Arduino προκειμένου να κατασκευάσουμε ένα järjestelmä μετρήσεων υγρασίας, lämpötilan ja ποσοστού CO2 στην ατμόσφαιρα. Το συγκεκριμένα σύστημα μας antoi τη mahdollisuuden να μετράμε σε πραγματικό χρόνο τις παραπάνω παραμέτρους. Οι μετρήσεις nämä μεταδίδονταν ασύρματα μέσω GSM yhteyden σε έναν εικονικό κεντρικό σταθμό. Στην περίπτωση που κάποια tai κάποιες από τις παραπάνω παραμέτρους ξεπερνούσαν μια συγκεκριμένη τιμή, υπήρχε η mahdollisuus saada ενεργοποιηθεί ένας εικονικός συναγερμός.
Η διάταξη θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε σειρά περιπτώσεων όπως για παράδειγμα στην πρόληψη πυρκαγιών. Μια σειρά διατάξεων, τροφοδοτούμενων από μπαταρίες, θα μπορούσαν να τοποθετηθούν σε κομβικά σημεία μιας δασικής περιοχής. Μία αρμόδια υπηρεσία θα δεχόταν συνεχώς δεδομένα από όλους их αισθητήρες, έχοντας έτσι μια πλήρη εικόνα των συνθηκών που επικρατούν σε πραγματικό χρόνο. Στην περίπτωση που ένας tai περισσότεροι αισθητήρες σήμαιναν συναγερμό σε παραμέτρους όπως η θερμοκρασία ή η υγρασία, η αρμόδια υπηρεσία θα μπορούσε να θέσει την περιοχή σε κατάσταση αυξημένης επιτήρησης με πιθανή κινητοποίηση δυνάμεων πυρόσβεσης. Το γεγονός ότι το στίγμα των αισθητήρων θα ήταν γνωστό στην υπηρεσία σημαίνει että θα voisi άμεσα να ελέγχει τη συγκεκριμένη περιοχή είτε με χρήση χερσαίωνίων. δυνάμεων είτε ακόμα και με τη χρήση ενός αντίστοιχα εξοπλισμένου drone που θα μπορούσε τάχιστα να μεταβεί στην περιοχή και να ελέγξει με их δικούς του αισθητήρες. Αντίστοιχα, στην περίπτωση που ένας ή περισσότεροι αισθητήρες CO2 έδιναν αυξημένες τιμές, κάτι που θα μπορούσε να σημαίνει την έναρξη μια πυρκαγιάς, αυτή θα μπορούσε πλέον να αναχαιτιστεί πολύ πιο nopeasti.

Projektijuliste:

Lataa projektijuliste PDF

Hankkeen esittely

Tämä hanke käännettiin automaattisesti englanniksi.
Tiimit luovat projektit, ja ne ottavat täyden vastuun jaetuista tiedoista.
← Kaikki hankkeet