Количество и свойства дыма

Хотя выбросы дыма в больших пожарах и его свойства чрезвычайно важны, они оцениваются весьма неточно. В настоящее время невозможно дать надежную процедуру экстраполяции от пожаров малого и среднего масштабов к массовым пожарам, которые возникнут в ходе ядерной войны. Ясно, однако, что множество связанных с выбросами дыма вопросов может быть исследовано более точно.
Существенную информацию о количестве образующегося дыма, содержании в нем элементарного углерода, морфологии и оптических свойствах частиц могут дать крупномасштабные полевые эксперименты, в частности пожары,, в которых жидкие топлива, например нефть и керосин, сжигаются в бассейнах площадью от 102 до 104 м2, или проводимые в экспериментальных целях пожары зданий и сооружений. Пожары еще большего масштаба в лесах могут оказаться полезными для понимания механизмов образования дыма (равно как и способствовать изучению динамики факела крупного пожара). Чтобы такие эксперименты дали полезную научную информацию, они, очевидно, должны быть весьма тщательно организованы. Например, вместе с согласованными наземными и воздушными наблюдениями должны проводиться многократные измерения и перекрестная проверка аппаратуры.
При полевых наблюдениях больших пожаров прежде всего должны быть измерены следующие величины:
— коэффициенты генерации дыма и его суммарное количество, особенно в крупных и высокотемпературных пожарах;
— состав дыма (главным образом доля элементарного углерода);
— морфология (форма) частиц дыма как в момент образования, так и в зависимости от времени;
— распределение частиц по размерам и скорость коагуляции в зависимости от времени;
— оптические свойства дыма в видимом, ближнем и дальнем инфракрасном диапазонах, включая их изменение со временем (старение);
— микрофизическое взаимодействие дыма и сконденсировавшейся в конвективной колонке пожара воды.
В настоящее время накоплено значительное количество лабораторных и экспериментальных данных, относящихся к образованию и свойствам дыма и сажи. Тем не менее многие важные свойства, влияющие на климатические и экологические последствия, известны недостаточно точно. Ясно, что, для того чтобы получить недостающие данные и лучше понять происходящие процессы, необходимы дополнительные эксперименты и их обсуждение. Необходимо лабораторное исследование некоторых свойств дыма, таких как:
— количество образующегося дыма и элементарного углерода при сгорании различных видов топлива при разных условиях подвода тепла и воздуха;
— скорость агломерации частиц, их распределение по размерам и морфология;
— оптические свойства дыма и их изменение со временем;
— скорость конденсации на частицах дыма, образовавшегося при сгорании различных веществ.
В дополнение к полевым и лабораторным экспериментам необходимы исследования по нескольким другим направлениям, а именно:
— разработка критериев подобия и методики проведения экспериментов по сжиганию такого количества топлива, которое характерно для пожаров зданий, с целью получить приближенные оценки выхода дыма в пожарах такого масштаба;
— теоретическое исследование оптических свойств сажевых агломератов для проверки и экстраполяции результатов лабораторных исследований;
— проведение аналогичных экспериментов по поглощению и рассеянию на неоднородных частицах и агломератах в микроволновом диапазоне;
— исследование возможности проведения измерений свойств дыма в реальных пожарах в городах и природных экосистемах с использованием мобильной измерительной аппаратуры.