Модель развития городского пожара

Чтобы оценить выбросы дыма при городском пожаре, вызванном ядерным взрывом, необходимо наряду с другими факторами как-то охарактеризовать территорию, на которой происходит пожар, указать скорость горения и количество горючего материала, поглощаемого пожаром за единицу времени. Чтобы сделать моделирование более точным, требуется располагать дополнительной информацией, а именно знать мощность взрывного устройства, координаты центра взрыва, погодные условия, распределение горючих материалов по территории и т. п. Все эти факторы должны учитываться в теоретическом исследовании. Однако при исследовании последствий ядерной войны особенности распространения пожара и другие конкретные детали, вероятно, будут менее важны, чем интегральные характеристики, например полная масса сгоревших горючих веществ.
Физические модели, используемые для расчета развития пожаров в городах, подробно описаны в работе Канга и др. (Kang et at., 1985) и цитируемой в ней литературе. Эти модели основаны на эмпирических соотношениях между характеристиками зданий и параметрами, определяющими развитие и распространение огня. Ясно, что для построения такой модели необходимо огромное количество входных данных и знание физики явления. В настоящее время мы располагаем далеко не всей необходимой информацией. Тем не менее модель Канга и др. (Kang et at., 1985) была использована. С ее помощью можно получить представление о возможных последствиях ядерного удара по городу и их масштабах. Приводимые результаты не следует воспринимать как буквальное описание пожаров, которые начнутся после атомной бомбардировки. Например, в модели не учитываются запасы органических топлив (нефть, бензин, газ в газораспределительных сетях и т. д.) или возможность горения асфальта. Отсутствует также классификация горючих материалов (например, пластмассы, жидкие органические вещества и т. д.). Многие предположения и допущения, принимаемые в таких расчетах, обсуждаются в работе Канга и др. (Kang et at, 1985). Более общее описание задачи дано в работах Но-riuchi, 1972; Takata, 1972; Wiersma, Martin, 1975; Aoki, 1978; Sasaki, Jin, 1979; Takayama, 1982 и Reitter et at., 1985. В работе Каига и др. вычисления были организованы следующим образом. Городская территория разбивается на квадратные участки (кварталы) одинакового размера, примерно однородные по типу и плотности застройки; принимается, что эти участки отделены друг от друга искусственными или естественными препятствиями для огня (например, улицами, реками или парками). Применяется маршевая (по времени) процедура расчета значений параметров, определяющих распространение огня после вызванного ядерным взрывом воспламенения территории в начальный момент. Число зданий на каждом участке, подожженных излучением или разлетающимися искрами и горящими обломками, подсчитывается на каждом шаге по времени с помощью вероятностных соотношений, аппроксимирующих эмпирические данные. Пожар в каждом здании проходит через несколько стадий; на определенном этапе становится возможным переброс огня на другие здания. Численная модель основана на результатах работ Такаты (Takata, Salzberg, 1968; Takata, 1972). 
Результаты многочисленных расчетов показывают (для предполагаемой мощности взрыва 1 Мт), что возникновение и распространение пожаров в городе определяется следующими факторами: расстоянием, на котором различные горючие вещества могут быть воспламенены тепловым излучением взрыва, загрузкой горючего материала, скоростью ветра, эффективностью переброса пламени. Расчеты, приведенные для городов Детройта и Сан-Хосе, выявили дополнительно зависимость от координат центра взрыва, его мощности и распределения горючего материала по территории (в совокупности с мощностью оружия). Детали приводятся в работе Канга и др. (Kang et at., 1985).