A equipe usa aprendizado de máquina para ajudar a identificar quais incêndios florestais vão queimar fora de controle
p Uma imagem de satélite do Alasca capturada em agosto de 2005 mostra a extensão da cobertura de fumaça de incêndios florestais nas florestas boreais do estado. É provável que as chamas se tornem grandes em condições excepcionalmente quentes e secas e quando há uma alta porcentagem de abetos negros nas áreas afetadas - fatores-chave em um novo modelo preditivo desenvolvido por cientistas da UCI. Crédito:NASA
p Uma equipe interdisciplinar de cientistas da Universidade da Califórnia, Irvine desenvolveu uma nova técnica para prever o tamanho final de um incêndio florestal a partir do momento da ignição. p Construído em torno de um algoritmo de aprendizado de máquina, o modelo pode ajudar a prever se um incêndio será pequeno, médio ou grande quando terminar seu curso - conhecimento útil para os responsáveis pela alocação de recursos escassos de combate a incêndios. O trabalho dos pesquisadores é destaque em estudo publicado hoje no
International Journal of Wildland Fire .
p "Uma analogia útil é considerar o que torna algo viral nas redes sociais, "disse o autor principal Shane Coffield, um estudante de doutorado da UCI em ciências do sistema terrestre. "Podemos pensar sobre quais propriedades de um tweet ou postagem específica podem fazer com que ele explodir e se tornar realmente popular - e como você pode prever isso no momento em que for postado ou logo antes de ser postado."
p Ele e seus colegas aplicaram esse pensamento a uma situação hipotética em que dezenas de incêndios eclodem simultaneamente. Parece extremo, mas esse cenário se tornou muito comum nos últimos anos em partes do oeste dos Estados Unidos, à medida que as mudanças climáticas resultaram em condições de calor e secas no solo que podem colocar uma região em alto risco de ignição.
p "Apenas alguns desses incêndios vão ficar realmente grandes e responder pela maior parte da área queimada, portanto, temos essa nova abordagem que se concentra na identificação de ignições específicas que representam o maior risco de ficar fora de controle, "Coffield disse.
p A equipe usou o Alasca como área de estudo para o projeto porque o estado foi atormentado na última década por uma série de incêndios simultâneos em suas florestas boreais, ameaçando a saúde humana e os ecossistemas vulneráveis.
p No centro do modelo dos cientistas da UCI está um algoritmo de "árvore de decisão". Ao alimentá-lo com dados climáticos e detalhes cruciais sobre as condições atmosféricas e os tipos de vegetação presentes em torno do ponto de início de um incêndio, os pesquisadores conseguiram prever o tamanho final de um incêndio em 50% das vezes. Uma variável chave é o déficit de pressão de vapor - a pouca umidade que existe na área - durante os primeiros seis dias de existência de um incêndio. Uma segunda consideração importante para as florestas do Alasca é a porcentagem de árvores da variedade de abetos negros.
p "Abeto preto, que são dominantes no Alasca, tem estes longos, ramos caídos que são projetados - de uma perspectiva evolutiva - para acender o fogo, "disse o co-autor James Randerson, professor e Ralph J. &Carol M. Cicerone Chair em Earth System Science na UCI. “Suas sementes são adaptadas para se darem bem em um ambiente pós-incêndio, portanto, sua estratégia é matar tudo ao seu redor durante um incêndio para reduzir a competição por seus filhos. "
p Ele disse que Coffield foi capaz de mostrar que a fração de abeto preto dentro de um raio de 2,5 milhas do local de ignição é um fator importante para julgar o tamanho do incêndio.
p Uma vantagem deste novo método é a velocidade, Coffield disse. O algoritmo "aprende" com cada novo ponto de dados e pode descobrir rapidamente os limites críticos para identificar grandes incêndios. É possível que as pessoas façam isso manualmente ou executando simulações em cada ignição diferente, ele disse, mas a abordagem estatística do sistema de aprendizado de máquina é "realmente muito mais rápida e eficiente, especialmente por considerar vários incêndios simultaneamente. "
p Diante de um salto induzido pela mudança climática no número de incêndios florestais esperados a cada temporada, Estado, autoridades locais e locais de combate a incêndios podem se beneficiar de algumas ferramentas e técnicas atualizadas, Randerson observou. Além de potencialmente salvar vidas e proteger propriedades e infraestruturas essenciais, os esforços de supressão de incêndios também se tornarão cada vez mais importantes na preservação do mundo natural.
p "Em lugares como o Alasca, é necessário limitar a área afetada pelo fogo, porque se continuarmos tendo esses incomuns, anos de fogo alto, mais carbono será perdido na paisagem, agravando o aquecimento, "Randerson disse." Se deixarmos o fogo fugir, podemos estar em uma situação em que há muitos danos significativos tanto para o sistema climático quanto para os ecossistemas. "