-
Motivacija
Svako ljeto svjedoci smo
brojnih šumskih požara kod nas i u svijetu. Ovog ljeta su izgorjele velike
površine u Dalmaciji i bit će potrebno mnogo vremena i novaca da
se šteta nadoknadi. Izraženo brojkama ona iznosi oko 200 mil. kuna.
Zbog ovoga je razumljiva korist od razumijevanja i kontroliranja šumskih
požara. Već vrlo jednostavne kompjuterske simulacije mogu odgovoriti na
pitanje da li će se zapaljena vatra proširiti kroz šumu i za koliko vremena
ili će se vatra nakon nekog vremena sama od sebe ugasiti.
Sigurno se pitate kakve
veze imaju šumski požari s fizikom. Međutim, razumijevanje prirodnih pojava
i predviđanje razvoja same pojave je bit djelovanja jednog fizičara. Tako
su dva fizičara, pokušavajući ustanoviti koja je količina aktivnog ugljena
optimalna za upotrebu u plinskim-maskama, smislili model perkolacije.
Sam pojam perkolacije izvorno označava protjecanje ili prolaženje kroz
poroznu supstancu, ali općenito se koristi u smislu širenja ili postepenog
rasta. Model perkolacije se pokazao uspješnim u rješavanju mnogih pitanja
u fizici, ali se može primijeniti i na mnoge probleme u sociologiji, biologiji,
medicini, pa i ekonomiji. Mi ćemo ga koristiti za simuliranje šumskih požara.
-
Problem
Naći ovisnost vremena koje
je potrebno požaru da se ugasi, u ovisnosti o gustoću šume, veličini šume
i vremenskim prilikama.
-
Modeli
-
Očekivani
rezultati
Primjenom danog modela potrebno
je napisati računalni program koji će simulirati širenje požara kroz šumu
(2D matricu) s nekom gustoćom rasporeda drveća i posebno odabrane kriterije
po kojima se požar može širiti. Traži se vrijeme za koje se vatra ugasi
ili proširi kroz šumu i vjerojatnost za događanje svakog pojedinog slučaja.
Isto tako je potrebno identificirati skupinu drveća kojom se vatra širila
s jednog kraja šume na drugi (perkolacijski grozd) i graničnu gustoću šume
za koju se takva skupina prvi put javlja.
PRVI
REZULTATI
Prvi korak u razradi svakog ozbiljnog modela je svakako napraviti jednostavni
model i poigrati se sa njime... Andrija i Duje su napravili upravo to -
na ovom linku mozete pogledati jednostavni model sirenja sumskog pozara.
-
Cilj
neposredni: Upoznavanje
s teorijom perkolacije, kritične vjerojatnosti, fraktala i fraktalne dimenzije
posredni: Uvođenje
u pojmove kritičnih pojava i faznih prijelaza i mogućnosti interdisciplinarne
primjene
-
Literatura
D. Stauffer i A. Aharony,
Introduction
to percolation theory, Taylor and Francis, London, 1992.
Mathematica
in education god. 1 broj 4
-
Java
applet
Simulacija
prekolacije
MENTOR:
Dr. Katica Biljaković, Institut za fiziku, Zagreb, e-mail:katica@ifs.hr
PROJEKT
IZRADILI:
Andras Kis, apsolvent fizike, e-mail:akis@ifs.hr
Dipl. ing. Duje Bonacci, Institut 'Rudjer Boskovic',
Zagreb, e-mail:dbonacci@eskola.hfd.hr
Andrija Colovic, student racunarstva,
SAD, e-mail:stu04087@mail.atu.edu