Avansert berekningar kan hjelpe nødetatane med å redde liv

Norske og svenske forskarar har utvikla ein metode for å byggje detaljerte vinddatabasar for byområde. Det kan gi oss raskare berekningar av korleis farlege stoff spreier seg ved utslepp.

Eit nytt varslingssystem for ferlege stoff blei testa ved Fire University i Polen i juni i år, der m.a. brann- og redningspersonell frå Polen og Nederland deltok i ei stor feltøving. Skjermdump: ITTI - CBRN Department / Youtube

Når eit farleg stoff blir sleppt ut i ein by, vil vindforholda avgjere kor raskt stoffet spreier seg, kva område som blir ramma og kvar styresmaktene bør setje inn tiltak.

Problemet er at vinden i ein by oppfører seg annleis enn på opne flater. Bygningar skaper virvlar, kanalisering og lokale vindmønster som gjer det vanskeleg å føreseie korleis ei gass- eller aerosolsky vil bevege seg. 

For å løyse dette har FFI og svenske FOI utvikla ein metode som kan hjelpe oss med å føreseie lokale vindforhold i bymiljø. Arbeidet er utført som ein del av det europeiske CHIMERA-prosjektet, som har som mål å utvikle eit system for identifisering, overvaking og handtering av CBRN-hendingar i urbane område.

Digitale vindkart for heile byen

Forskarane har utvikla ein protokoll som gjer det mogleg å lage store databasar med førehandsberekna vindfelt for byområde. Ved hjelp av geografiske data og avanserte straumdragssimuleringar kan systemet berekne korleis vinden bevegar seg mellom bygningar, over gater og langs opne plassar.

I ein ny rapport blir metoden mellom anna demonstrert gjennom ein omfattande vinddatabase for sentrum av Rotterdam. Databasen inneheld simuleringar for mange ulike vindretningar og kan brukast som grunnlag for raske berekningar av korleis eit utslepp vil spreie seg.

Slike vinddata skal inngå i CHIMERA-systemet, der dei blir kombinerte med informasjon frå sensorar og spreiingsmodellar i eitt felles avgjerdsstøtteverktøy.

Visualisering av luftstrømmer i Rotterdam.
Døme frå CHIMERA-simuleringar av vind i Rotterdam. Lysare fargar representerer høgare hastigheiter. Til høyre ser du ei visualisering av luftstraumane mellom bygningane ved to ulike vindretningar. (Øvst 280°, nedst 15°.)

Raskare avgjerder i ein krise

CHIMERA står for Comprehensive Hazard Identification and Monitoring system for urban Areas. Prosjektet byggjer vidare på tidlegare europeiske forskingsprosjekt og skal gi beredskapsetatar betre evne til å oppdage, identifisere og følgje utviklinga av farlege utslepp i byområde.

Tanken er at sensordata frå bakken, berekningar av spreiing og analysar av moglege utsleppskjelder skal samlast i eitt system. Dermed kan innsatspersonell og kriseleiing få eit betre situasjonsbilete og raskare forstå kva område som er trua.

Testa mot verkelege målingar

For at simuleringane skal kunne brukast i praksis, må dei vere pålitelege. Forskarane har derfor validert metoden mot målingar frå vindtunneleksperiment i ein modell av Oslo sentrum. Resultata viser svært godt samsvar mellom berekna og målt vindfart, og akseptabel samsvar for turbulensnivå.

Ifølgje rapporten gir dette eit solid grunnlag for å bruke metodikken i operative system som skal berekne spreiing av farlege stoff i komplekse bymiljø. CHIMERA-systemet samla sett blei testa ved Fire University i Polen i juni i år, der m.a. brann- og redningspersonell frå Polen og Nederland deltok i ei stor feltøving.

Kan styrke europeisk beredskap

Sjølv om arbeidet i rapporten handlar om vindmodellering, er målet langt større enn å forstå lokale luftstraumar.

Ved å vite korleis vinden bevegar seg gjennom ein by, blir det mogleg å berekne kvar eit utslepp kan drive, kva område som bør evakuerast, der sensorar bør plasserast og kvar ei mogleg utsleppskjelde kan vere. Desse funksjonane er sentrale i framtidas handtering av kjemiske, biologiske, radiologiske og nukleære hendingar.

Dermed kan forskinga bidra til betre vern av både innbyggjarar, nødetatar og kritisk infrastruktur dersom ei alvorleg hending skulle oppstå.

Ein modell av Oslo sentrum blei brukt for å validere berekningane. Illustrasjonen viser vindfart og retning fem meter over bakken. Karl Johans gate og Stortinget nede til venstre
Ein modell av Oslo sentrum blei brukt for å validere berekningane. Illustrasjonen viser vindfart og retning fem meter over bakken. Karl Johans gate og Stortinget nede til venstre