Projekty Climate Detectives 2022-2023

Téma projektu: Lesné požiare

Názov projektu: "Boj proti plameňom"

Tím: Deti v ohni

2 Dimotiko Scholio Pyrgou   Pirgos   Grécko   15 Vek študenta: 10-11 rokov

Výskumná otázka

Frekvencia a intenzita požiarov v našej krajine sa každoročne zvyšuje. Súvisí to s nárastom teploty a sucha v atmosfére, ktoré sa pripisujú zmene klímy?
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;

Zhrnutie projektu

Naša prefektúra je oblasť s bohatými lesmi, ktoré boli, žiaľ, vážne poškodené následnými požiarmi. Vznik týchto požiarov sa niekedy pripisuje zásahom človeka a niekedy prírodným príčinám. Na ich rozvoj však majú veľký vplyv vysoké teploty vzduchu a nedostatok zrážok, najmä od apríla do polovice septembra, ako aj frekvencia a rýchlosť vetra. Všetky tri faktory sú klimatické faktory, ktoré pravdepodobne podliehajú zmenám presahujúcim ich bežnú variabilitu, preto sme sa rozhodli skúmať prvé dva z nich.
Náš program sa konal v spolupráci s 1. strednou školou v Pyrgosu. Študentov lýcea postavili učitelia, ktorí viedli skupiny žiakov základnej školy. Všetci spoločne spolupracovali, pracovali, hľadali, skúmali, oboznamovali sa a využívali možnosti, ktoré ponúkajú Nové technológie, dochádzali k záverom.
Ako pozemné merania sme použili hodinové a mesačné údaje o atmosférickej teplote a zrážkach z meteorologických staníc Národného aténskeho observatória (E.A.A.) v Pyrgosu a Národnej meteorologickej služby (N.M.S.) v Andravide, ktoré sa nachádzajú v blízkosti študovaných lesných oblastí. Tieto údaje sme štatisticky analyzovali s cieľom zistiť trend zmien špecifických fyzikálnych premenných.
Ako satelitné snímky sme použili tie, ktoré poskytla ESA EO Browser a Google Earth.
Ako ďalšie údaje sme použili letecké fotografie z webovej stránky https://maps.gov.gr/gis/map/. Údaje o počte a rozsahu požiarov, ktoré sa vyskytli v oblasti jeho pôsobnosti, nám poskytol aj lesnícky úrad v Pyrgoši.
Pomocou snímok a fotografií sme merali zmeny v lesnom poraste v povodí starovekej Olympie, aby sme mohli posúdiť rozsah následkov požiarov v tejto posvätnej krajine.
Nakoniec sme použili platformu Arduino na vytvorenie systému na meranie vlhkosti, teploty a obsahu CO2 v atmosfére, ktorý by sa dal použiť na včasné varovanie pred lesnými požiarmi.

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 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.

Hlavné výsledky a závery

Uvedené údaje sú znázornené graficky. Štatistická štúdia bola založená na teste intervalu spoľahlivosti 95%.
Graf priemernej mesačnej teploty v čase ukazuje, že náš región sa vyznačuje dlhým intervalom teplých mesiacov. Priemerná ročná teplota má v skutočnosti štatisticky rastúci trend. Potvrdili sme tiež, že letné mesiace a september, teda mesiace, keď dochádza k najničivejším požiarom, sú čoraz teplejšie. Zdá sa, že sa zvyšuje aj počet horúcich dní (dní s θ>250 C), hoci sme zistili, že tento nárast nie je štatisticky významný. Zdá sa teda, že dĺžka obdobia sucha sa pravdepodobne predlžuje, tiež že teploty sú čoraz vyššie.
Z grafov zrážok vyplýva, že náš región má vysoké úhrny zrážok, ale letné mesiace sú charakteristické dlhotrvajúcim suchom. V skutočnosti, hoci to nie je štatisticky zdokumentované, dochádza k poklesu počtu daždivých dní a nárastu zrážok za rok. V dôsledku toho sa zdá, že zrážky sa stávajú prudšími, pretože máme viac zrážok za menej dní.
Pri požiaroch pozorujeme väčší počet požiarov v letných mesiacoch, čo je podľa očakávania spôsobené tým, že sú horúce a suché a zvýšeným nahromadením horľavého materiálu, ale aj v apríli a októbri, pretože vtedy sa vykonávajú poľnohospodárske práce, ktoré spôsobujú požiar. Avšak plochy, ktoré vyhoria v letných mesiacoch, sú tragicky väčšie ako v iných mesiacoch. Naša priemerná ročná plocha spálených plôch naznačuje, že dlhé obdobia sucha predchádzali rokom biblických katastrof v našom okrese. Lesný porast starovekej Olympie odhaľuje všeobecné správanie našich lesov: rýchlu obnovu stredomorského lesa po katastrofách (druhá svetová vojna, požiare).
Na záver možno konštatovať, že nárast teploty a zvýšenie sucha v letných mesiacoch, ktoré môžu byť spôsobené zmenou klímy, uľahčujú vznik a šírenie požiarov.

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 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.

Čo ďalej? Akcie, ktoré pomôžu zmeniť a zmierniť tento problém

Aby sme pomohli znížiť tento problém, vytvorili sme zariadenie, ktoré by sa dalo použiť na včasnú detekciu požiarov a zmien citlivých parametrov, ako je teplota alebo zloženie atmosféry v rizikových oblastiach. Zariadenie by sa dalo pripojiť k centrálnemu kontrolnému bodu, aby bolo možné centralizovane kontrolovať a porovnávať údaje.
Konkrétne sme použili platformu Arduino na vytvorenie systému na meranie vlhkosti, teploty a CO2 v atmosfére. Tento systém nám umožnil merať uvedené parametre v reálnom čase. Tieto merania sa bezdrôtovo prenášali prostredníctvom GSM pripojenia do virtuálnej centrálnej stanice. V prípade, že jeden alebo viacero z uvedených parametrov prekročilo určitú hodnotu, bolo možné aktivovať virtuálny alarm.
Toto ustanovenie by sa mohlo použiť v mnohých prípadoch, napríklad pri prevencii požiarov. Na kľúčových miestach v lesnej oblasti by sa mohla nainštalovať séria zariadení napájaných z batérií. Príslušná agentúra by nepretržite prijímala údaje zo všetkých snímačov, čím by mala úplný obraz o prevládajúcich podmienkach v reálnom čase. V prípade, že by jeden alebo viacero snímačov spustilo poplach týkajúci sa parametrov, ako je teplota alebo vlhkosť, zodpovedná agentúra by mohla oblasť podrobiť zvýšenému dohľadu s možnou mobilizáciou hasičských síl. Skutočnosť, že umiestnenie snímačov by bolo agentúre známe, znamená, že by mohla okamžite kontrolovať danú oblasť buď pomocou pozemných síl, alebo dokonca pomocou vhodne vybaveného dronu, ktorý by sa mohol rýchlo dostať do oblasti a skontrolovať ju pomocou vlastných snímačov. Podobne v prípade, že by jeden alebo viacero snímačov CO2 vykazovalo zvýšené hodnoty, čo by mohlo znamenať vznik požiaru, bolo by ho teraz možné oveľa rýchlejšie zastaviť.

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.

Plagát projektu:

Stiahnuť plagát projektu PDF

Prezentácia projektu

Tento projekt bol automaticky preložený do angličtiny.
Projekty vytvárajú tímy a preberajú plnú zodpovednosť za zdieľané údaje.
← Všetky projekty