Новое исследование, проведенное Калифорнийским университетом в Риверсайде и спонсируемое Совместной программой пожарных наук USDI / USDA, впервые позволило получить супер-туман в лаборатории. Зная, как формируется супертуман, лесники могут добавить дополнительные критерии при планировании будущих предписанных ожогов.
Команда также определила гранулометрический состав и концентрацию частиц дыма, содержание жидкой воды в окружающей среде, температуру окружающей среды, относительную влажность окружающей среды, содержание влаги в топливе и скорость ветра, которые приводят к образованию супертумана.
Однако авторы предупреждают, что наука о прогнозировании, когда будут выполнены некоторые из этих условий, все еще находится в зачаточном состоянии.
Туман образуется, когда молекулы воды конденсируются вокруг микроскопических твердых частиц, взвешенных в воздухе, что-то вроде росы, образующейся вокруг травинки.
Частицы поступают из многих источников, включая пыль, выбросы транспортных средств и дым. Для того, чтобы вода конденсировалась, температура окружающего воздуха должна быть достаточно холодной, чтобы он насыщался водяным паром, вызванным такими процессами, как ветер, испарение или дыхание растений. Когда почти насыщенный воздух смешивается с дымом и влагой, выделяемой тлеющими органическими материалами, может образовываться плотный низкорасположенный супертуман.
Поскольку супер-туман встречается редко и его трудно изучать естественным путем, исследователи разработали лабораторную установку для изучения условий, которые его создают. Они сжигали природное топливо, такое как сосновая хвоя, в специально изготовленной пожарной аэродинамической трубе с кондиционированием воздуха в различных условиях окружающей среды и влажности топлива.
Команда обнаружила, что при низком содержании воды размер частиц должен быть достаточно маленьким, чтобы создавать капли размером не более одного микрона, достаточно маленькими, чтобы вместить 50 капель в диаметре человеческого волоса, чтобы уменьшить видимость до уровня супертумана. Если капли становятся намного больше, они не поглощают столько света и требуют больше воды.
Концентрация капель должна составлять около 100000 на кубический сантиметр или около 100000 капель, упакованных в объем меньше двух M&M. Горящая растительность обычно превышает это количество.
Superfog также требует температуры окружающей среды ниже 4 или 39 градусов Цельсия.2 градуса по Фаренгейту, влажность более 80% и высокое содержание влаги в топливе.
Высокое содержание влаги в топливе пропускает больше водяного пара в дым и создает самый густой супертуман.
В сочетании с моделированием других атмосферных условий, влияющих на рост и распространение тумана, эксперименты воспроизводили условия, соответствующие сверхтуману, который вызвал скопление нескольких автомобилей во Флориде в 2008 и 2012 годах.
Сочетание высокой влажности и высокого содержания влаги в растениях, необходимых для создания супертумана, объясняет, почему это происходит в основном в южных штатах, таких как Флорида и Луизиана, а не в Калифорнии.
Однако до сих пор невозможно предсказать, когда и где это произойдет.
«Теперь мы знаем, какие смеси различных ингредиентов образуют супертуман, но мы все еще не знаем, как предсказать, когда эти ингредиенты в правильной смеси сформируются из-за комбинации атмосферных, топливных и наземных условий», – сказал соавтор. – автор Марко Принсвак, профессор машиностроения в инженерном колледже Марлана и Розмари Борнс в Калифорнийском университете в Риверсайде, изучающий горение и поведение при лесных пожарах. «Я считаю, что еще рано утверждать, что супертуман можно с какой-либо уверенностью предсказать."