In trockenen Gebieten wie Kalifornien findet die Waldbrandsaison bekanntermaßen in wärmeren, trockeneren Monaten statt. Aber mit dem Klimawandel haben sich die Dinge geändert. „Was einst eine viermonatige Feuersaison war, dauert jetzt sechs bis acht Monate“, so das US-Landwirtschaftsministerium. Was noch schlimmer ist: „In weiten Teilen der Vereinigten Staaten kommt es das ganze Jahr über zu Waldbränden.“ Konzept von „Feuer“. Jahr„.
Diese ernüchternde Realität hat die NASA dazu inspiriert, ihre Fülle an Erdbeobachtungsdaten zu nutzen, um Behörden zur Bekämpfung von Waldbränden zu unterstützen. Brände im ganzen Land vorhersagen und löschen. Ein Großteil dieser Daten stammt von der Agentur. Landsat-Satelliten, die Bilder des Erdgeländes aufnehmen. Sie können auch die Oberflächentemperatur messen und natürliche Materialien messen, die als Brennstoff für Waldbrände dienen, wie zum Beispiel dichte Bäume oder andere Vegetation, die Brände auslösen und befeuern könnten.
„Wir verfügen über ein Archiv mit Satellitenbilddaten, das 40 Jahre zurückreicht“, erzählt mir Christopher Potter, Forschungswissenschaftler bei NASA Ames, während wir in einem Raum auf dem Campus der Raumfahrtbehörde im Silicon Valley sitzen. „Das gibt uns einen sehr umfangreichen Datensatz für die Erstellung von Vorhersagemodellen.“
Da Waldbrände immer häufiger und schwerwiegender werden, werden neue Technologien wie künstliche Intelligenz und Drohnen eingesetzt, um bei der Brandbekämpfung zu helfen und die Sicherheit und Information der Ersthelfer zu gewährleisten. Die California Air National Guard beispielsweise setzt Drohnen ein, um zu verfolgen, wo sich Brände ausbreiten, und um Echtzeitbilder von Katastrophen zu sammeln sowie um Gebiete zu identifizieren, die Ressourcen benötigen. Reaktionsteams in den gesamten Vereinigten Staaten verwenden Software, um Brandbewegungen mehrere Tage in der Zukunft vorherzusagen und so Feuerwehrleuten dabei zu helfen, diese Brände effektiver zu bekämpfen. Und Start-ups wie Pano AI verwenden Kameras in Kombination mit Algorithmen, um Waldbrände zu erkennen und Kunden wie Versorgungsunternehmen zu alarmieren, bevor die Brände zu groß werden. Die NASA nutzt ihrerseits ihre Fülle an Daten, um Vorhersagemodelle sowie Luftraummanagement-Tools zu erstellen, um Drohnenpiloten und -behörden dabei zu helfen, effektiver auf Katastrophen zu reagieren.
Neben Landsat-Daten bezieht die NASA auch Daten ein, die von Behörden wie dem kalifornischen Ministerium für Forstwirtschaft und Brandschutz gesammelt wurden und die Schwere der Brände aus früheren Jahren, einschließlich Opfern und Zerstörung von Eigentum, verfolgen. Durch maschinelles Lernen kann die NASA schnell Vorhersagemodelle für Waldbrände und deren mögliche Ausbreitung sowie die möglichen Schäden erstellen. Diese Prognosen können Feuerwehrleuten dabei helfen, ihre Ressourcen zu delegieren.
Potter zeigt mir als Beispiel East Bay Hills in der San Francisco Bay Area. In der Gruppe der Städte, zu denen Concord, Fremont und Walnut Creek gehören, verdeutlichen verschiedene Rottöne die Bebauungsdichte und damit die Gebiete, in denen am wahrscheinlichsten große Mengen gefährlicher Gase austreten, wenn dort ein Feuer ausbricht.
Anhand dieser Daten und Informationen darüber, wann die letzten Waldbrände in diesem Gebiet aufgetreten sind, können Behörden vorhersagen, wie groß und gefährlich ein Feuer sein wird. East Bay Hills ist nur ein Beispiel, aber Vorhersagemodelle der NASA schätzen, dass mehr als 247.000 Hektar und fast 600.000 Häuser in der Schusslinie sein könnten, wenn dieses Gebiet brennt.
„Wir können bereits sagen, wie viel Schadstoffe ausgestoßen werden, welche schädlichen Gase ausgestoßen werden und wo“, sagt Potter. Die Agentur kann dies bis zu einigen Monaten im Voraus schätzen.
Die Waldbranddaten der NASA stehen jedem zur Einsichtnahme zur Verfügung. Kostenloser Online-Zugriff. Das Ziel besteht darin, dass Behörden wie Cal Fire und der U.S. Forest Service diese genaueren Karten von Hochrisiko-Brandstellen nutzen, um sofort zu wissen, wo sie ihre Ausrüstung platzieren müssen, sobald etwas passiert. Diese Präzision kann bei der Bekämpfung von Großbränden den Unterschied ausmachen.
„Wir betrachten nicht ganze Teile des Staates, um eine Vorhersage zu erhalten“, sagt Potter. „Wir blicken auf ein paar Meilen.“
Die mobilen Flugverkehrsmanagement-Kits der NASA können Ersthelfern dabei helfen, Feuerwehrdrohnen sicher zu steuern.
TOPF
Verbesserte Kommunikation von Löschflugzeugen
Die NASA nutzt ihre Forschung nicht nur, um Waldbrände vorherzusagen, sondern auch, um bei deren Bekämpfung zu helfen.
Mit Drohnen können Ersthelfer die Brandbekämpfung auch dann fortsetzen, wenn das Fliegen für herkömmliche Flugzeuge und Piloten unsicher ist, beispielsweise nachts oder bei starker Rauchentwicklung. Sie können auch vorgeschriebene Verbrennungen durchführen, bei denen abgestorbenes Gestrüpp entfernt wird, das bei Waldbränden als Brennstoff dient, ohne die Besatzungen zu gefährden. Aber es gibt eine Herausforderung: Für Ersthelfer kann es schwierig sein, zu erkennen, wohin diese Drohnen fliegen.
Um das Problem zu lösen, entwickelt die NASA Luftraummanagementtechnologien, die bemannten Flugzeugen, Drohnenbetreibern und Bodenpersonal dabei helfen können, Standorte zu verfolgen und auszutauschen sowie Informationen untereinander zu übermitteln. Die Initiative wird im Rahmen des NASA-Projekts Advanced Capabilities for Emergency Response Operations (STEEL) durchgeführt. Dies ermöglicht es Einsatzteams, zeitnahere und genauere Informationen zu erhalten und während der Notfallreaktion schnellere Entscheidungen zu treffen.
„Die meiste Kommunikation erfolgt über Funk und die meisten Waldbrände ereignen sich dort, wo es keinen Mobilfunkdienst gibt“, sagt NASA-Ames-Forscherin Kathryn Chapman. „Es macht es für verschiedene Ersthelfer viel schwieriger, miteinander zu sprechen und überhaupt zu wissen, wo das Feuer ist … Wir haben die Gelegenheit, mit dem Versuch zu beginnen, diese Lücke mithilfe von Technologie zu schließen.“
Die NASA hat sogenannte mobile Flugverkehrsmanagement-Kits entwickelt, die Ersthelfern dabei helfen können, den Verkehr, einschließlich der Höhe und Position eines Flugzeugs, zu visualisieren. Das macht den Einsatz von Drohnen sicherer und stellt sicher, dass sie nicht mit irgendetwas anderem am Himmel in Kontakt kommen.
Das Set, das ich sah, bestand aus einem gelben Plastikbehälter mit Deckel und Griffen, etwa so groß wie eine große Aktentasche. Es war mit einem ADS-B-Empfänger (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) zur Flugzeugverfolgung, einem iPad zur Anzeige der Standorte lokaler Flüge und einem Kraftwerk ausgestattet.
Die Behörde hat diese Kits mit Piloten des U.S. Forest Service in Tennessee, Mississippi, Georgia, Florida und South Carolina getestet, die sie bei vorgeschriebenen Verbrennungen durch Drohnen verwendeten. Die Kits hielten die Piloten über den Flugverkehr in der Region auf dem Laufenden und ermöglichten es ihnen, die Drohnen einfacher zu steuern und vorgeschriebene Verbrennungen aus sicherer Entfernung durchzuführen.
Diese Luftraummanagementtechnologien befinden sich noch in der Entwicklung und werden in einer Reihe von Flugdemonstrationen in Gebieten mit schlechter Sicht zusammen mit Mitgliedern der Brandbekämpfungsgemeinschaft in der Wildnis getestet. Dies wird dazu beitragen, dass die Technologie in realen Situationen, die leider immer häufiger auftreten, erfolgreich funktionieren kann.
„Da die Brände immer größer und intensiver werden“, sagt Chapman, „geben wir den Menschen die Werkzeuge an die Hand, mit denen sie ihre Reaktion verstärken können.“
