Projekty Detektywów Klimatu na lata 2022-2023

Temat projektu: Pożary

Tytuł projektu: "Walka z płomieniami"

Zespół: Dzieci w ogniu

2 Dimotiko Scholio Pyrgou   Pirgos   Grecja   15 Wiek ucznia: 10-11 lat

Pytanie badawcze

Częstotliwość i intensywność pożarów w naszym kraju rośnie z każdym rokiem. Czy istnieje korelacja ze wzrostem temperatury i suchości atmosfery przypisywanymi zmianom klimatycznym?
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;

Podsumowanie projektu

Nasza prefektura to obszar o bogatych lasach, które niestety zostały poważnie zniszczone przez kolejne pożary. Wybuch tych pożarów czasami przypisuje się ingerencji człowieka, a czasami przyczynom naturalnym. Jednak na ich rozwój duży wpływ mają wysokie temperatury atmosferyczne i brak opadów, szczególnie od kwietnia do połowy września, a także częstotliwość i prędkość wiatrów. Wszystkie trzy czynniki są czynnikami klimatycznymi, które mogą podlegać zmianom wykraczającym poza ich normalną zmienność, dlatego zdecydowaliśmy się zbadać dwa pierwsze z nich.
Nasz program odbył się we współpracy z I Liceum Ogólnokształcącym w Pyrgos. Uczniowie Liceum zostali umieszczeni przez nauczycieli, prowadzących grupy uczniów Szkoły Podstawowej. Wszyscy razem współpracowali, pracowali, szukali, badali, zapoznawali się i wykorzystywali możliwości oferowane przez nowe technologie, dochodzili do wniosków.
Jako pomiary naziemne wykorzystaliśmy godzinowe i miesięczne dane dotyczące temperatury atmosferycznej i opadów ze stacji meteorologicznych Narodowego Obserwatorium Aten (E.A.A.) w Pyrgos i Krajowej Służby Meteorologicznej (N.M.S.) w Andravida, obszarów położonych w pobliżu badanych obszarów leśnych. Przeanalizowaliśmy statystycznie te dane, aby znaleźć trend zmian w określonych zmiennych fizycznych.
Jako obrazy satelitarne wykorzystaliśmy te dostarczone przez ESA EO Browser i Google Earth.
Jako inne dane wykorzystaliśmy zdjęcia lotnicze ze strony https://maps.gov.gr/gis/map/. Ponadto Departament Leśnictwa w Pyrgos dostarczył nam danych na temat liczby i zasięgu pożarów, które miały miejsce na jego obszarze odpowiedzialności.
Dzięki obrazom i fotografiom zmierzyliśmy zmiany w pokrywie leśnej basenu starożytnej Olimpii, aby ocenić skalę skutków pożarów na tej świętej ziemi.
Wreszcie, wykorzystaliśmy platformę Arduino do zbudowania systemu do pomiaru wilgotności, temperatury i CO2 w atmosferze, który mógłby zostać wykorzystany do wczesnego ostrzegania o pożarach lasów.

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.
πρόγραμμά μας πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το 1ο ΓΕΛ Πύργου. Μαθητές του Λυκείου τέθηκαν από τους εκπαιδευτικούς, επικεφαλής ομάδων μαθητών του Δημοτικού. Όλοι μαζί συνεργάστηκαν, δούλεψαν, αναζήτησαν, εξέτασαν, εξοικειώθηκαν 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.

Główne wyniki i wnioski

Powyższe dane zostały przedstawione graficznie. Badanie statystyczne oparto na teście przedziału ufności 95%.
Wykres średniej miesięcznej temperatury w czasie pokazuje, że nasz region charakteryzuje się długim okresem ciepłych miesięcy. W rzeczywistości średnia roczna temperatura wykazuje statystycznie rosnący trend. Potwierdziliśmy również, że miesiące letnie i wrzesień, czyli miesiące, w których dochodzi do najbardziej niszczycielskich pożarów, stają się coraz cieplejsze. Liczba gorących dni (dni z θ>250 C) również wydaje się rosnąć, chociaż stwierdziliśmy, że wzrost ten nie jest istotny statystycznie. Wydaje się zatem, że długość pory suchej prawdopodobnie wzrasta, a także, że temperatury są coraz wyższe.
Wykresy opadów pokazują, że nasz region ma wysokie wskaźniki opadów, ale miesiące letnie charakteryzują się przedłużającą się suszą. W rzeczywistości, choć nie jest to udokumentowane statystycznie, obserwuje się spadek liczby dni deszczowych i wzrost opadów w ciągu roku. W związku z tym opady deszczu wydają się być coraz bardziej gwałtowne, ponieważ otrzymujemy więcej opadów w mniej dni.
W przypadku pożarów obserwujemy większą liczbę pożarów w miesiącach letnich, zgodnie z oczekiwaniami, ze względu na fakt, że są one gorące i suche oraz zwiększone nagromadzenie materiałów palnych, ale także w kwietniu i październiku, ponieważ wtedy wykonywane są prace rolnicze, które powodują pożar. Jednak obszary spalone w miesiącach letnich są tragicznie większe niż w innych miesiącach. Nasza średnia roczna powierzchnia spalonego areału wskazuje, że długie okresy suszy poprzedzały lata biblijnych katastrof w naszym hrabstwie. Pokrywa leśna starożytnej Olimpii ujawnia ogólne zachowanie naszych lasów: szybkie odradzanie się lasów śródziemnomorskich po katastrofach (II wojna światowa, pożary).
Podsumowując, wzrost temperatury i wzrost suszy w miesiącach letnich, które mogą być spowodowane zmianami klimatu, ułatwiają występowanie i rozprzestrzenianie się pożarów.

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 εύφλεκτης 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.

Co dalej? Działania, które pomogą zmienić sytuację i zmniejszyć problem

Aby pomóc w ograniczeniu tego problemu, stworzyliśmy urządzenie, które mogłoby być wykorzystywane do wczesnego wykrywania pożarów i zmian wrażliwych parametrów, takich jak temperatura lub skład atmosfery w obszarach wysokiego ryzyka. Urządzenie może być podłączone do centralnego punktu kontroli w celu scentralizowanej kontroli i porównywania danych.
W szczególności wykorzystaliśmy platformę Arduino do zbudowania systemu do pomiaru wilgotności, temperatury i CO2 w atmosferze. System ten umożliwił nam pomiar powyższych parametrów w czasie rzeczywistym. Pomiary te były przesyłane bezprzewodowo za pośrednictwem połączenia GSM do wirtualnej stacji centralnej. W przypadku, gdy jeden lub więcej z powyższych parametrów przekroczył określoną wartość, możliwe było aktywowanie wirtualnego alarmu.
Przepis ten może być wykorzystywany w wielu przypadkach, na przykład w zapobieganiu pożarom. Seria zasilanych bateryjnie urządzeń mogłaby zostać zainstalowana w kluczowych punktach obszaru leśnego. Właściwa agencja stale otrzymywałaby dane ze wszystkich czujników, uzyskując w ten sposób pełny obraz panujących warunków w czasie rzeczywistym. W przypadku, gdy jeden lub więcej czujników uruchomiłby alarm dotyczący parametrów takich jak temperatura lub wilgotność, odpowiedzialna agencja mogłaby objąć obszar wzmożonym nadzorem z ewentualną mobilizacją sił przeciwpożarowych. Fakt, że lokalizacja czujników byłaby znana agencji, oznacza, że mogłaby ona natychmiast kontrolować dany obszar albo przy użyciu sił naziemnych, albo nawet przy użyciu odpowiednio wyposażonego drona, który mógłby szybko udać się na dany obszar i sprawdzić go za pomocą własnych czujników. Podobnie, w przypadku, gdy jeden lub więcej czujników CO2 wskaże podwyższone wartości, co może oznaczać początek pożaru, można go teraz znacznie szybciej powstrzymać.

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 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 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 περισσότεροι αισθητήρες CO2 έδιναν αυξημένες τιμές, κάτι που θα μπορούσε να σημαίνει την έναρξη μια πυρκαγιάς, αυτή θα μπορούσε πλέον να αναχαιτιστεί πολύ πιο γρήγορα.

Plakat projektu:

Pobierz plakat projektu PDF

Prezentacja projektu

Ten projekt został automatycznie przetłumaczony na język angielski.
Projekty tworzone są przez zespoły i to one biorą pełną odpowiedzialność za udostępniane dane.
← Wszystkie projekty