Pixabay License. Volné pro komerční užití

Lesní požáry modelované jako hra se sirkami

Některé lesní požáry, které vypukají v amerických národních parcích, mívají katastrofální důsledky. Problém je, že ve chvíli vypuknutí se nebezpečnost požáru velmi těžko určuje.

Asi každého napadne, že požár se spíše rozšíří v suchém období, že jeho šíření nějak souvisí s větrem či charakterem terénu (zpomalí ho řeka), že stromy různých druhů nebo různě staré hoří různě. Problém je, že ani se zahrnutím těchto informací nedokázali pracovníci v amerických národních parcích určit, zda požár, který právě vypukl, představuje speciální nebezpečí. Na řešení problému bylo proto třeba jít jinak.

Mark Buchanan popisuje ve své knize Všeobecný princip chování kritických systémů. Existuje k tomu celá teorie a terminologie o nerovnovážných systémech, fázových přechodech a bezškálových topologiích. Zajímavé ale každopádně je, že u systémů určitého druhu bývá možné vytvořit model, který situaci rozumně popíše, i když je na první pohled strašně zjednodušený a zanedbává řadu evidentně působících faktorů (autor demonstruje tyto metody třeba na předpovědi zemětřesení). Paradoxní je, že snaha zahrnout do modelu co nejvíc faktorů často jeho korespondenci s realitou snižuje – jako by svět byl ve skutečnosti jednodušší, než se může intuitivně zdát.
Příslušné modely mají často charakter chytře vymyšlených počítačových simulací/her.

V případě lesních požárů se osvědčil následující velice elegantní model:
Máme před sebou síť polí. V každém kole přidá program na jedno z políček sítě strom. Přidávání se děje náhodně, na obsazené políčko už strom přidat nejde. Jednou z x kol vypukne požár – program hodí někam náhodně sirku. Spadne-li sirka na prázdné políčko, nestane se nic. Spadne-li na políčko se stromem, strom shoří a shoří také všechny stromy na sousedících políčcích. Požár vyhubí příslušný „shluk“ a pak uhasne.
Zajímavé je, jak souvisí síla požárů s četností jejich vzplanutí (tedy na kolik kol přidávání stromů se hodí jedna sirka). Pokud požáry vypukají často, nestihne se vytvořit kompaktní síť stromů a celá struktura neshoří, požáry bývají omezené na jednotlivé stromy nebo jejich malé skupiny – tedy alespoň většinou. Čím jsou požáry naopak vzácnější, tím jsou ničivější, až po vyhubení všech stromů na ploše.

Překvapivé je, že i takhle zjednodušený model vlastně celkem věrně obnáší realitu a umožňuje kromě tvorby testovatelných hypotéz také navrhnout praktické kroky. Z našeho modelu se pro boj s požáry tedy odvodila následující pravidla:
– Příčiny lokálních i rozsáhlých požárů jsou stejné, požáry se svojí „podstatou“ od sebe nijak neliší.
– Při vypuknutí požáru nelze dopředu příliš predikovat jeho rozsah. Požár sám neví, jak velký bude.“
– Rozsah požáru bude ale tím menší, čím častěji se požáry opakují. Pokud jsou požáry hašeny v zárodku (tj. v našem modelu výše řekněme jako by vůbec nevypukly, respektive jako by se zvyšoval počet kol bez požáru), bude jejich ničivost v čase stoupat.
– Ničivé požáry ovšem občas přijdou tak jako tak. Můžeme nicméně ovlivnit pravděpodobnost, s jakou požár přeroste do ničivé fáze.
– Praktické kroky: nezasahovat proti lokálním požárům, možná je dokonce občas i úmyslně vyvolávat. Protože nebezpečné jsou „spojnice“ mezi stromy, zvláštní nebezpečí představují stromy uschlé a hořlavý odpad.

Zdroj: Mark Buchanan: Všeobecný princip, Baronet, Praha, 2004

Poznámky PH:

Námět na další úvahy: Rozšíření určitého jevu není v tomto pojetí důsledkem nějakým speciálních příčin, ale stavu systému. Ničivé válečné konflikty nemají speciální příčiny, jsou to prostě lokální konflikty, které náhodou přerostly. Za velkými vymíráními nemusejí stát specifické příčiny typu pádu asteroidů, jsou to opět normální vymírání, která se systémem rozšířila (analogie se zapálenou sirkou v naší simulaci). Takto pojato se nám vyjasní mnohé problémy, které např. historie a biologie řeší s obtížemi.
Velké ekonomické krize jako následek hašení krizí malých? Příslušný model sirkové hry si zažil svých pět minut slávy především za globální krize v letech 2008-2009.

Kapky oleje málem jako živé: Chemičtí žrouti se honí a utíkají

Představme si „fyzikální“ systém třeba z elektronů – částice se buď přitahují, nebo odpuzují, interakce …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close