Горски пожар

Гората от клетки

Гората е квадрат от клетки. Във всяка клетка има дърво или е празно. Гъстотата е шансът една клетка да е дърво: при 60 % около 6 от всеки 10 клетки са дървета.

Огънят тръгва от левия край. На всяка стъпка всяко горящо дърво пали съседните дървета (горе, долу, ляво и дясно) и изгаря. Огънят минава само от дърво на съседно дърво – през празно място не може.

Това е модел на една идея, не карта на истински пожар.

Прагът

В рядка гора веригите от съседни дървета са къси и огънят се задушава близо до мястото, където е тръгнал. В гъста гора има непрекъснат път от дървета през цялата гора и огънят я прекосява.

Между двете има праг: малка промяна на гъстотата около него сменя всичко. При 55 % огънят изгаря средно около една седма от гората, при 65 % – почти цялата. Това явление се нарича перколация („просмукване“).

• Когато огънят минава само към четирите съседа, прагът е около 59 %.
• Когато минава и по диагонал (осем съседа), прагът пада на около 41 %.
• Когато гората е пълна, но огънят минава към съседа само с някакъв шанс, прагът е точно 50 %.

Затова графиката „изгоряла част – гъстота“ не е права линия, а стъпало. Два пъти по-гъста гора не изгаря два пъти повече: при 30 % изгаря около 2 %, при 60 % – около 61 %.

Защо един опит не доказва нищо

Близо до прага една и съща гъстота дава различни гори. При 59 % огънят стига селото в около половината от тях. Затова учените пускат много опити и гледат колко често се случва нещо. В симулацията това прави бутонът „Пусни много гори“.

Още една изненада: пожарът гори най-дълго близо до прага. Там огънят търси пътя си през лабиринт, а в гъстата гора минава почти направо.

Просеки и вятър

• Просека е ивица без дървета. Права просека през цялата гора спира огъня в тихо време. Но най-евтината просека не е права: тя следва празните места, които вече са безплатна просека, и сече само там, където „мостът“ от дървета е най-тесен.
• Вятърът насочва огъня. В модела огънят не върви срещу вятъра. В природата върви, но много по-бавно, отколкото по вятъра.
• Силният вятър пренася горящи частици – жарава – и пали дървета зад тясна просека. Затова при силен вятър просеката трябва да е по-широка.

Какво е опростено

• Няма метри и минути: клетката е „едно дърво“, стъпката е „огънят минава до съседа“.
• Всички дървета са еднакви; няма влага, склонове и видове дървета.
• Дървото гори точно една стъпка и не израства отново.
• Жаравата прескача точно две дървета; в природата лети на различни разстояния.
• Истинските просеки се правят от горските служби и са много по-широки от една клетка. Моделът показва идеята за свързаността, не как се гаси пожар.

Безопасност

• Почти всички горски пожари в Европа започват заради хора: около 95 от всеки 100.
• Не пали огън в гората и край нея извън обозначените места.
• Ако видиш пожар, отдалечи се от него, по възможност срещу вятъра и встрани от посоката, в която върви огънят, и се обади на 112.
• Опитът в клас се прави само „на хартия“: лист на квадратчета, зар за дърветата и молив за огъня. Никакъв истински огън.

За учителя

Моделът е класически и се среща в много учебни материали. Подходящ е за опазване на околната среда, за вероятности в математиката и за клетъчни автомати в информатиката. Попитайте класа: „Как разбрахте? Колко опита ви трябваха, за да сте сигурни? Какво трябва да е еднакво в опитите?“