Proiecte ale detectivilor climei 2022-2023


Tema proiectului: Incendii de vegetație

Titlul proiectului: Combaterea flăcărilor

Echipa: Garda de foc

1ο ΓΕΛ Πύργου   Pirgos   Grecia   7 Vârsta elevului: 16-17 ani

Întrebare de cercetare

Frecvența și intensitatea incendiilor din țara noastră crește în fiecare an. Există o corelație cu creșterea temperaturii și uscăciunea atmosferei, atribuite schimbărilor climatice?
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;

Rezumat al proiectului

Prefectura noastră este o zonă cu păduri bogate care, din păcate, au fost grav afectate de incendii succesive. Izbucnirea acestor incendii a fost atribuită uneori intervenției omului, iar alteori unor cauze naturale. Cu toate acestea, dezvoltarea lor este puternic influențată de temperaturile atmosferice ridicate și de lipsa de precipitații, în special din aprilie până la jumătatea lunii septembrie, precum și de frecvența și viteza vânturilor. Toți cei trei factori sunt factori climatici care sunt susceptibili de a fi supuși unor schimbări dincolo de variabilitatea lor normală, așa că am decis să studiem primii doi dintre ei.
Programul nostru a fost realizat în colaborare cu Școala primară nr. 2 din Pyrgos. Elevii de liceu au fost puși de către profesori să se ocupe de grupuri de elevi de școală primară. Împreună au colaborat, au lucrat, au căutat, au examinat, s-au familiarizat și au folosit posibilitățile oferite de Noile Tehnologii, au ajuns la concluzii.
Ca măsurători la sol am folosit date orare și lunare privind temperatura atmosferică și precipitațiile de la stațiile meteorologice ale Observatorului Național din Atena (E.A.A.) din Pyrgos și ale Serviciului Național de Meteorologie (N.M.S.) din Andravida, zone apropiate de zonele forestiere studiate. Am analizat statistic aceste date pentru a găsi tendința de schimbare a variabilelor fizice specifice.
Ca imagini satelitare le-am folosit pe cele furnizate de EO Browser al ESA și Google Earth.
Ca și alte date am folosit fotografii aeriene de pe https://maps.gov.gr/gis/map/. De asemenea, Departamentul de Silvicultură din Pyrgos ne-a furnizat date privind numărul și amploarea incendiilor care au avut loc în zona sa de responsabilitate.
Cu ajutorul imaginilor și fotografiilor am măsurat modificările în acoperirea forestieră a bazinului antic Olympia pentru a evalua amploarea consecințelor incendiilor din acest pământ sacru.
În cele din urmă, am folosit platforma Arduino pentru a construi un sistem de măsurare a umidității, a temperaturii și a CO2 din atmosferă, care ar putea fi folosit pentru avertizarea timpurie a incendiilor de pădure.

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, 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 Αρχίαςα 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.

Principalele rezultate și concluzii

Datele de mai sus sunt reprezentate grafic. Studiul statistic s-a bazat pe testul intervalului de încredere 95%.
Graficul temperaturii medii lunare în timp arată că regiunea noastră se caracterizează printr-un interval lung de luni calde. De fapt, temperatura medie anuală prezintă o tendință statistică de creștere. Am confirmat faptul că lunile de vară și septembrie, lunile în care se produc cele mai distructive incendii, devin mai calde. Numărul de zile călduroase (zile cu θ>250 C) pare, de asemenea, să fie în creștere, deși am constatat că această creștere nu este semnificativă din punct de vedere statistic. Prin urmare, se pare că durata sezonului uscat este probabil în creștere, dar și temperaturile.
Graficele de precipitații arată că regiunea noastră are rate ridicate de precipitații, dar, în același timp, lunile de vară sunt caracterizate de o secetă prelungită. De fapt, deși nu este documentat statistic, există o scădere a numărului de zile ploioase și o creștere a precipitațiilor pe an. În consecință, precipitațiile par să devină mai violente, deoarece primim mai multe precipitații în mai puține zile.
În ceea ce privește incendiile, observăm un număr mai mare de incendii în lunile de vară, din cauza faptului că sunt calde și uscate și există o acumulare crescută de materiale combustibile, dar și în aprilie și octombrie, deoarece atunci se fac lucrări agricole care provoacă incendii. Cu toate acestea, suprafețele arse în lunile de vară sunt în mod tragic mai mari decât în celelalte luni. Media anuală a suprafețelor arse indică faptul că perioadele lungi de secetă au precedat anii de dezastre biblice din județul nostru. Acoperișul forestier din Olimpia antică dezvăluie comportamentul general al pădurilor noastre: refacerea rapidă a pădurii mediteraneene după dezastre (al doilea război mondial, incendii).
În concluzie, creșterea temperaturii și a secetei în lunile de vară, care se poate datora schimbărilor climatice, facilitează apariția și răspândirea incendiilor.

Τα Τα παραπάνω δεδομένα τα αναπαραστήσαμε γραφικά. Η στατιστική μελέτη βασίστηκε στον έλεγχο του 95% διαστημάτων εμππιστοσύνης.
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 βρήκαμεμε 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 Τα διαγράμματα βροχοπτώσεων δείχνουν ότι η περιοχή μας έχει υψηλά ποσοστά βροχοπτώσεων αλλά ταυτόχρονα οι καλοκαιρινοί μήνες χαρακτηρίζονται από παρατεταμένη ανομβρία. Μάλιστα, αν και και στατιστικά δεν τεκμηριώνεται, παρατηρείται ελάτττωση 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.

Ce urmează? Acțiuni pentru a face diferența și a contribui la diminuarea problemei

Pentru a contribui la reducerea acestei probleme, am creat un dispozitiv care ar putea fi utilizat pentru detectarea timpurie a incendiilor și a modificărilor parametrilor sensibili, cum ar fi temperatura sau compoziția atmosferică, în zonele cu risc ridicat. Dispozitivul ar putea fi conectat la un punct de control central pentru a avea un control centralizat și compararea datelor.
Mai exact, am folosit platforma Arduino pentru a construi un sistem care să măsoare umiditatea, temperatura și CO2 din atmosferă. Acest sistem ne-a permis să măsurăm parametrii de mai sus în timp real. Aceste măsurători au fost transmise fără fir prin conexiune GSM către o stație centrală virtuală. În cazul în care unul sau mai mulți dintre parametrii de mai sus depășeau o anumită valoare, a fost posibilă activarea unei alarme virtuale.
Dispoziția ar putea fi utilizată într-o serie de cazuri, de exemplu în domeniul prevenirii incendiilor. O serie de dispozitive alimentate cu baterii ar putea fi instalate în puncte cheie dintr-o zonă forestieră. O agenție competentă ar primi în permanență date de la toți senzorii, având astfel o imagine completă a condițiilor existente în timp real. În cazul în care unul sau mai mulți senzori ar declanșa o alarmă privind parametri precum temperatura sau umiditatea, agenția responsabilă ar putea pune zona sub supraveghere sporită, cu posibila mobilizare a forțelor de stingere a incendiilor. Faptul că locația senzorilor ar fi cunoscută de agenție înseamnă că aceasta ar putea controla imediat zona în cauză, fie prin utilizarea de forțe terestre, fie chiar prin utilizarea unei drone echipate corespunzător, care ar putea merge rapid în zonă și ar putea verifica cu ajutorul propriilor senzori. În mod similar, în cazul în care unul sau mai mulți senzori de CO2 ar da valori ridicate, ceea ce ar putea însemna declanșarea unui incendiu, acesta ar putea fi acum oprit mult mai rapid.

Προκειμένου να βοηθήσουμε στη μείωση του προβλήματος δημιουργήσαμε μια διάταξη η οποία θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για τον έγγκαιρορο εντοπισμό πυρκαγιών αλλά και αλλαγών σε ευαίσθητες παραμέτρους όππως 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.
Συγκεκκριμένα, χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα Arduino προκειμένου να κατασκευάσουμε ένα σύστημα μετρήσεων υγρασίας, θερμοκρασίας και ποσοστού CO2 στην ατμόσφαιρα. Το συγκεκκριμένο 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 ξεπερρνούσαν μια συγκεκριμένη τιμή, υπήρχε η δυνατότητα να ενργοποιηθεί 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 χρόνορό. 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 χερσρσαίων δυνάμεων είτε ακόμα και με τη χρήση ενός αντίστοιχα εξοπλισμένου drone που θα μπορορούσε 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.

Afișul proiectului:

Descărcați posterul proiectului PDF

Prezentarea proiectului

Acest proiect a fost tradus automat în limba engleză.
Proiectele sunt create de către echipe și acestea își asumă întreaga responsabilitate pentru datele partajate.
← Toate proiectele