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Infrared characterization of fine-scale variability in behavior of boreal forest fires

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Abstract:

Spatial and temporal variability in forest fire behavior, caused by differences in microsites, fuel types and condition, topography, and other factors across even relatively small areas, has been poorly characterized in most previous studies. Past characterization of forest fires has often been limited by monitoring techniques that relied on timing systems in coarse-resolution sampling grids. We report documentation and analysis of fire behavior for several experimental fires using a camcorder-sized infrared camera mounted in a helicopter hovering over the target fires. These fires were conducted as part of the Russian FIRE BEAR Project in boreal Pinus sylvestris L. forests of central Siberia. Final results provide quantitative information on fire front location, rates of spread, temperatures, and total radiation energy (kW/m2) observed during the fires at resolutions from 2.5 to 1.0 m across experimental burn plots ranging from 2.3 to 4.0 ha. Further postfire analysis using GIS produced a detailed spatial and temporal quantification of fireline intensity (kW/m) across the plot area. This type of infrared monitoring and analysis helps to support clearer assessment of relationships between fire behavior and ecological impacts. Such data permit accurate fire behavior estimates at various temporal and spatial scales rather than using an overall plot average. This method allows the sample size to be quite large, so that statistical analysis of the fire behavior data can provide an associated level of confidence.

Les variations spatiale et temporelle dans le comportement des incendies de forêt causées par les différences entre les microsites, les types et l'état des combustibles, la topographie et d'autres facteurs, même sur des superficies relativement restreintes, ont été mal caractérisées dans la plupart des études précédentes. Dans le passé, la caractérisation des incendies de forêt a souvent été limitée par les techniques de suivi qui dépendaient de systèmes de chronométrage dans des mailles d'échantillonnage de faible résolution. Nous présentons la documentation et l'analyse du comportement du feu pour plusieurs feux expérimentaux à l'aide d'une caméra infrarouge de la dimension d'un caméscope montée dans un hélicoptère faisant du surplace au-dessus du feu à étudier. Ces feux ont été provoqués dans le cadre du projet russe FIRE BEAR dans les forêts boréales de Pinus sylvestris L. du centre de la Sibérie. Les résultats finaux fournissent des informations quantitatives sur la localisation du front de feu, le taux de propagation, la température et l'énergie totale de rayonnement (kW/m2) observés pendant les incendies avec une résolution de 2,5 à 1,0 m dans des parcelles expérimentales de 2,3 à 4,0 ha. D'autres analyses faites subséquemment aux incendies à l'aide d'un système d'information géographique ont produit une quantification détaillée dans le temps et dans l'espace de l'intensité (kW/m) à la ligne de feu à travers la superficie de la parcelle. Ce type de suivi et d'analyse avec l'infrarouge aide à obtenir une évaluation plus claire de la relation entre le comportement du feu et ses impacts écologiques. De telles données permettent d'obtenir une estimation juste du comportement du feu à diverses échelles temporelles et spatiales plutôt que d'utiliser une moyenne pour l'ensemble de la parcelle. Cela permet d'avoir un très large échantillonnage de telle sorte que l'analyse statistique des données sur le comportement du feu puisse être associée à un niveau élevé de confiance.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2005

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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