Klimaatdetectives Projecten 2022-2023
Projecttitel: De vlammen bestrijden
Team: Brandwacht
1ο ΓΕΛ Πύργου Pirgos Griekenland 7 Leeftijd student: 16-17 jaar oud
De frequentie en intensiteit van bosbranden in ons land neemt elk jaar toe. Is er een verband met de stijging van de temperatuur en de droogte van de atmosfeer die wordt toegeschreven aan de klimaatverandering?
Η συχνότητα και η ένταση των πυρκαγιών στον τόπο μας αυξάνεται κάθε χρόνο. Υπάρχει συσχέτιση με την αύξηση της θερμοκρασίας και ξηρασίας της ατμόσφαιρας που αποδίδονται σε κλιματική αλλαγή;
Onze prefectuur is een gebied met rijke bossen die helaas ernstig beschadigd zijn door opeenvolgende branden. Het uitbreken van deze branden wordt soms toegeschreven aan menselijk ingrijpen en soms aan natuurlijke oorzaken. De ontwikkeling ervan wordt echter sterk beïnvloed door hoge atmosferische temperaturen en een gebrek aan neerslag, vooral van april tot half september, en door de frequentie en snelheid van de winden. Alle drie de factoren zijn klimatologische factoren die waarschijnlijk aan verandering onderhevig zijn buiten hun normale variabiliteit, dus besloten we de eerste twee te bestuderen.
Ons programma werd uitgevoerd in samenwerking met de 2e basisschool van Pyrgos. Middelbare scholieren kregen van de leerkrachten de leiding over groepen leerlingen van de basisschool. Ze werkten samen, zochten, onderzochten, maakten zich vertrouwd met en gebruikten de mogelijkheden van nieuwe technologieën, en kwamen tot conclusies.
Als metingen op de grond gebruikten we uur- en maandgegevens over de atmosferische temperatuur en neerslag van de meteorologische stations van het Nationaal Observatorium van Athene (E.A.A.) in Pyrgos en de Nationale Meteorologische Dienst (N.M.S.) in Andravida, gebieden in de buurt van de bestudeerde bosgebieden. We hebben deze gegevens statistisch geanalyseerd om de trend van verandering in de specifieke fysische variabelen te vinden.
Als satellietbeelden gebruikten we die van ESA's EO Browser en Google Earth.
Voor andere gegevens gebruikten we luchtfoto's van https://maps.gov.gr/gis/map/. Het bosbouwdepartement van Pyrgos verschafte ons ook gegevens over het aantal en de omvang van de branden die in zijn verantwoordelijkheidsgebied voorkwamen.
Met de beelden en foto's hebben we de veranderingen in de bosbedekking van het oude Olympiabekken gemeten om de omvang van de gevolgen van de branden in dit heilige land te beoordelen.
Tot slot gebruikten we het Arduino-platform om een systeem te bouwen voor het meten van vochtigheid, temperatuur en CO2 in de atmosfeer, dat gebruikt kan worden voor vroegtijdige waarschuwing voor bosbranden.
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 τους, όμως, επηρεάζεται έντονα από την υψηλή θερμοκρασία της ατμόσφαιρας και την έλλειψη βροχοπτώσεων κυρίως από τον Απρίλιο έως και τα μέσα Σεπτεμβρίου, καθώς και από τη συχνότητα και την ταχύτητα των ανέμων. Και οι 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 αυτούς.
Το πρόγραμμά μας πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το 2ο Δημοτικό σχολείο Πύργου. Μαθητές του Λυκείου τέθηκαν από τους εκπαιδευτικούς, επικεφαλής ομάδων μαθητών του Δημοτικού. Όλοι μαζί συνεργάστηκαν, δούλεψαν, αναζήτησαν, εξέτασαν, εξοικειειώθηκαν και χρησιμοποίησαν τις δυνατότητες που προσφέρουν οι Νέες Τεχνολογίες, κατέληξαν σε συμπεράσματα.
Ως μετρήσεις εδάφους χρησιμοποιήσαμε ωριαία και μηνιαία δεδομένα ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας και ύψους βροχοπτώσεων, από τους 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 εικόνες χρησιμοποιήσαμε τις προσφερόμενες από τον EO Browser της ESA και το Google Earth.
Ως άλλα δεδομένα χρησιμοποιήσαμε αεροφωτογραφίες από το https://maps.gov.gr/gis/map/. Επίσης, το Δασαρχείο Πύργου μας έδωσε δεδομένα πλήθους και έκτασης πυρκαγιών που εκδηλώθηκαν στην περιοχή ευθύνης του.
Με τις εικόνες και τις φωτογραφίες μετρήσαμε 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, χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα Arduino για να κατασκευάσουμε σύστημα μετρήσεων υγρασίας, θερμοκρασίας και ποσοστού CO2 στην ατμόσφαιρα, που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην έγκαιρη ειδοποίηση έναρξης δασικής πυρκαγιάς.
De bovenstaande gegevens worden grafisch weergegeven. De statistische studie was gebaseerd op de 95% betrouwbaarheidsintervaltest.
De grafiek van de maandgemiddelde temperatuur in de loop van de tijd laat zien dat onze regio gekenmerkt wordt door een lange periode van warme maanden. De gemiddelde jaartemperatuur vertoont zelfs een statistisch stijgende trend. We hebben bevestigd dat de zomermaanden en september, de maanden waarin de meest vernietigende branden plaatsvinden, warmer worden. Het aantal warme dagen (dagen met θ>250 C) lijkt ook toe te nemen, hoewel we hebben vastgesteld dat deze toename statistisch niet significant is. Het lijkt er dus op dat de lengte van het droge seizoen waarschijnlijk toeneemt, maar ook de temperaturen.
De neerslaggrafieken laten zien dat onze regio veel neerslag heeft, maar tegelijkertijd worden de zomermaanden gekenmerkt door langdurige droogte. Hoewel niet statistisch gedocumenteerd, is er in feite een afname van het aantal regendagen en een toename van de neerslag per jaar. Bijgevolg lijkt de regenval heviger te worden naarmate we meer neerslag in minder dagen krijgen.
Bij branden zien we een groter aantal branden in de zomermaanden, omdat het dan heet en droog is en er een grotere opeenhoping van brandbaar materiaal is, maar ook in april en oktober omdat er dan landbouwwerkzaamheden worden uitgevoerd die brand veroorzaken. De verbrande gebieden in de zomermaanden zijn echter tragisch groter dan in andere maanden. Ons gemiddelde jaarlijkse verbrande areaal geeft aan dat lange perioden van droogte voorafgingen aan jaren van bijbelse rampen in ons district. De bosbedekking van het oude Olympia onthult het algemene gedrag van onze bossen: het snelle herstel van het mediterrane bos na rampen (Tweede Wereldoorlog, branden).
Concluderend kan worden gesteld dat de stijging van de temperatuur en de droogte in de zomermaanden, die mogelijk het gevolg zijn van de klimaatverandering, het ontstaan en de verspreiding van branden vergemakkelijken.
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 μεγάλο διάστημα θερμών μηνών. Μάλιστα, η ετήσια μέση θερμοκρασία παρουσιάζει στατιστικά αυξητική τάση. Επίσης, επιβεβαιώσαμε στατιστικά ότι οι καλοκαιρινοί μήνες και ο Σεπτέμβριος, οι 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 σημαντική. Φαίνεται λοιπόν ότι μάλλον αυξάνεται η διάρκεια της ξηρής περιόδου, αλλά και ότι οι θερμοκρασίες που επικρατούν τότε είναι όλο και υψηλότερες.
Τα διαγράμματα βροχοπτώσεων δείχνουν ότι η περιοχή μας έχει υψηλά ποσοστά βροχοπτώσεων αλλά ταυτόχρονα οι καλοκαιρινοί μήνες χαρακτηρίζονται από παρατεταμένη ανομβρία. Μάλιστα, αν και στατιστικά δεν τεκμηριώνεται, παρατηρείται ελάττωση των ημερών βροχής και αύξηση της βροχόπτωσης ανά έτος. Συνεπώς, οι βροχοπτώσεις φαίνεται να γίνονται όλο και πιο βίαιες καθώς έχουμε μεγαλύτερη ποσότητα ύψους βροχής σε λιγότερες ημέρες.
Στις πυρκαγιές, παρατηρούμε μεγαλύτερο πλήθος τους στους θερινούς μήνες, όπως αναμενόταν λόγω του ότι αυτοί είναι θερμοί και ξηροί και συντελείται αυξημένη συσσώρευση καύσιμης εύφεκτης ύλης, αλλά και τον Απρίλιο και 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 άλλων μηνών. Η μέση ετήσια καμένη έκταση μας δείχνει ότι μεγάλες 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.
Om dit probleem te verminderen, hebben wij een apparaat gemaakt dat gebruikt kan worden voor vroegtijdige detectie van branden en veranderingen in gevoelige parameters zoals temperatuur of luchtsamenstelling in risicogebieden. Het apparaat kan worden aangesloten op een centraal controlepunt voor gecentraliseerde controle en vergelijking van gegevens.
Specifiek gebruikten we het Arduino-platform om een systeem te bouwen om de luchtvochtigheid, temperatuur en CO2 in de atmosfeer te meten. Met dit systeem konden we de bovenstaande parameters in realtime meten. Deze metingen werden draadloos via een GSM-verbinding naar een virtueel centraal station verzonden. In het geval dat één of meer van de bovenstaande parameters een bepaalde waarde overschreden, was het mogelijk om een virtueel alarm te activeren.
De voorziening zou in een aantal gevallen gebruikt kunnen worden, bijvoorbeeld bij brandpreventie. Een reeks op batterijen werkende apparaten zou op belangrijke punten in een bosgebied geïnstalleerd kunnen worden. Een bevoegde instantie zou continu gegevens van alle sensoren ontvangen en zo in realtime een volledig beeld krijgen van de heersende omstandigheden. In het geval dat één of meer sensoren een alarm zouden afgeven voor parameters zoals temperatuur of vochtigheid, zou de verantwoordelijke instantie het gebied onder verscherpt toezicht kunnen stellen en eventueel brandbestrijdingstroepen kunnen inzetten. Het feit dat de locatie van de sensoren bekend zou zijn bij het agentschap, betekent dat het onmiddellijk het gebied in kwestie zou kunnen controleren door grondtroepen in te zetten of zelfs door een goed uitgeruste drone te gebruiken die snel naar het gebied zou kunnen gaan en het met zijn eigen sensoren zou kunnen controleren. Ook in het geval dat één of meer CO2-sensoren verhoogde waarden zouden aangeven, wat zou kunnen betekenen dat er brand ontstaat, zou dit nu veel sneller gestopt kunnen worden.
Προκειμένου να βοηθήσουμε στη μείωση του προβλήματος δημιουργήσαμε μια διάταξη η οποία θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για τον έγκαιρο εντοπισμό πυρκαγιών αλλά και αλλαγών σε ευαίσθητες παραμέτρους όπωως 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 και σύγκριση των δεδομένων.
Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα Arduino προκειμένου να κατασκευάσουμε ένα σύστημα μετρήσεων υγρασίας, θερμοκρασίας και ποσοστού CO2 στην ατμόσφαιρα. Το συγκεκριμένο σύστημα μας έδωσε τη δυνατότητα να μετράμε σε πραγματικό χρόνο τις παραπάνω παραμέτρους. Οι μετρήσεις αυτές μεταδίδονταν ασύρματα μέσω GSM σύνδεσης σε έναν εικονικό κεντρικό σταθμό. Στην περίπτωση που κάποια ή κάποιες από τις παραπάνω παραμέτρους ξεπερνούσαν μια συγκεκριμένη τιμή, υπήρχε η δυνατότητα να 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 τους αισθητήρες, έχοντας έτσι μια πλήρη εικόνα των συνθηκών που επικρατούν σε πραγματικό χρόνο. Στην περίπτωση που ένας ή 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 ότι θα μπορούσε άμεσα να ελέγχει τη συγκεκριμένη περιοχή είτε με χρήση χερσαίων δυνάμεων είτε ακόμα και με τη χρήση ενός αντίστοιχα εξοπλισμένου drone που θα μπορούσε τάχιστα να μεταβεί στην περιοχή και να ελέγξει με τους δικούς του αισθητήρες. Αντίστοιχα, στην περίπτωση που ένας ή περισότεροι αισθητήρες CO2 έδιναν αυξημένες τιμές, κάτι που θα μπορούσε να σημαίνει την έναρξη μια πυρκαγιάς, αυτή θα μπορούσε πλέοννα αναχαιτιστεί πολύ πιο γρήγορα.
Dit project werd automatisch vertaald naar het Engels.
Projecten worden gemaakt door de teams en zij nemen de volledige verantwoordelijkheid voor de gedeelde gegevens.
← Alle projecten
EN 
CS 
DA 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HU 
IT 
LV 
LT 
NL 
NB 
PL 
PT 
RO 
SK 
SL 
SV 
ES 