Γεωγραφική Κατανομή Εναέριων Μέσων Πυρόσβεσης: Μια Επιστημονική Προσέγγιση

Εισαγωγή

Οι πυρκαγιές αποτελούν ένα ολοένα αυξανόμενο φαινόμενο στον πλανήτη. Δυστυχώς στη χώρα μας, ειδικά τα τελευταία χρόνια, έχουμε γίνει μάρτυρες των καταστροφικών τους συνεπειών που έχουν οδηγήσει σε απώλεια ανθρώπινων ζωών, καταστροφή του περιβάλλοντος, οικονομικές και κοινωνικές αρνητικές επιδράσεις και σε πλήθος άλλων άμεσων και έμμεσων επιπτώσεων. Ενδεικτικό στατιστικό στοιχείο αποτελεί ότι στην Ελλάδα χάνουν τη ζωή τους κατά μέσο όρο έξι άνθρωποι ανά έτος, δηλαδή ένας ανά μήνα πυροσβεστικής περιόδου, από δασικές πυρκαγιές [1].

Αποτελεί κοινή διαπίστωση ότι η ανάγκη διαχείρισης του εν λόγω φαινομένου, κυρίως σε επίπεδο πρόληψης για την αντιμετώπισή του, είναι επιτακτική. Ωστόσο, η διαχείριση δασικών πυρκαγιών αποτελεί ένα σύνθετο και πολύ-παραγοντικό πρόβλημα που απαιτεί τη λήψη βέλτιστων αποφάσεων σε στρατηγικό, τακτικό και λειτουργικό επίπεδο.

Ένα σημαντικό εργαλείο στο κομμάτι της αντιμετώπισης των δασικών πυρκαγιών αποτελούν τα διαθέσιμα εναέρια μέσα πυρόσβεσης (αεροσκάφη, ελικόπτερα, drones), τα οποία, για τη χώρα μας αποτελούνται από κρατικά και μισθωμένα πτητικά μέσα. Η ικανότητα προσέγγισης δυσπρόσιτων σημείων και η ταχεία ανταποκρισιμότητα των εν λόγω μέσων σε περιστατικά πυρκαγιών αποτελούν βασικά χαρακτηριστικά που έχουν οδηγήσει στην ευρεία χρήση της αεροπυρόσβεσης ως αποτελεσματικό μέτρο αρχικής απόκρισης/αντιμετώπισης πυρκαγιών [2].

Το παρόν άρθρο εστιάζει σε μία απόφαση τακτικού επιπέδου στο επίπεδο της πρόληψης, η οποία αποτελεί σημαντική πτυχή της διαχείρισης δασικών πυρκαγιών: τη γεωγραφική κατανομή των εναέριων μέσων πυρόσβεσης μιας χώρας κατά την πυροσβεστική περίοδο. Σε πολλές χώρες, μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα, κάθε έτος πριν από την έναρξη της πυροσβεστικής περιόδου, αποφασίζεται η μεταστάθμευση ορισμένων εναέριων μέσων πυρόσβεσης από τις μητρικές τους μονάδες σε άλλα αεροδρόμια/ελικοδρόμια εντός της επικράτειας.

Είναι όμως η κατανομή που επιλέγεται κάθε χρόνο η βέλτιστη δυνατή με καθαρά ποσοτικά κριτήρια;

Η κατανομή εναέριων μέσων πυρόσβεσης ως πρόβλημα βελτιστοποίησης

Το πρόβλημα της κατανομής των εναέριων μέσων πυρόσβεσης αποτελεί μια ειδική περίπτωση του γνωστού προβλήματος χωροθέτησης-κατανομής (Location/Allocation Problem) από το επιστημονικό πεδίο της Επιχειρησιακής ‘Έρευνας.

Το μαθηματικό πρόβλημα, για την εφαρμογή που εξετάζουμε, αποτελεί ένα πρόβλημα ακέραιου γραμμικού προγραμματισμού (Integer Linear Programming), το οποίο περιγράφεται ως εξής:

• Ποια είναι η βέλτιστη κατανομή των διαθέσιμων εναέριων μέσων πυρόσβεσης μιας χώρας
• στα διαθέσιμα αεροδρόμια/ελικοδρόμια αυτής, τα οποία όμως έχουν περιορισμούς υποστήριξης (για παράδειγμα ένα ελικοδρόμιο δεν μπορεί να εξυπηρετήσει αεροσκάφη, ένα μικρό αεροδρόμιο μπορεί να υποστηρίξει ένα συγκεκριμένο μέγιστο αριθμό εναέριων μέσων κ.λπ.),
• λαμβάνοντας υπόψη ότι ο κάθε τύπος εναέριων μέσων έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά συνεισφοράς (για παράδειγμα διαφορετικό χρόνο από εντολή μέχρι απογείωση, διαφορετικό όγκο μεταφερόμενου νερού/αφρού, διαφορετική ταχύτητα πτήσης κ.λπ.).
• έτσι ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη δυνατή κάλυψη της χώρας με το ελάχιστο δυνατό κόστος ή εντός συγκεκριμένου οικονομικού πλαισίου.

Ποιος θα πρέπει να είναι ο αντικειμενικός σκοπός;

Σε πολλές συναφείς εργασίες στη βιβλιογραφία, ως σκοπός/αντικειμενική συνάρτηση του προβλήματος, ορίζεται η μέγιστη κάλυψη της υπό μελέτη χώρας από εναέρια μέσα πυρόσβεσης εντός συγκεκριμένου χρονικού διαστήματος (π.χ. η πρώτη ρίψη να πραγματοποιείται εντός 40 λεπτών από τη στιγμή που η πυρκαγιά γίνει αντιληπτή). Είναι προφανές ότι το χρονικό διάστημα αποτελεί σημαντική παράμετρο, καθώς η ταχύτερη αντιμετώπιση μιας πυρκαγιάς συνεπάγεται μικρότερη πιθανότητα να τεθεί εκτός ελέγχου [3,4].

Ωστόσο, η προαναφερθείσα διαχείριση της στοχαστικότητας του σημείου έναρξης μιας πυρκαγιάς ως ένα ισοπίθανο ενδεχόμενο για όλα τα σημεία εντός της επικράτειας, αποτελεί μια απλοϊκή υπόθεση. Επομένως, αποτελεί πιο ορθό και ρεαλιστικό σκοπό/αντικειμενική συνάρτηση για το πρόβλημα η μέγιστη δυνατή κάλυψη του ρίσκου έναρξης πυρκαγιάς εντός μιας χώρας. Το εν λόγω ρίσκο μπορεί να εκτιμηθεί λαμβάνοντας υπόψη τα γεωλογικά, εδαφολογικά, μετεωρολογικά και άλλα στοιχεία κάθε περιοχής ή/και από διαθέσιμα στατιστικά στοιχεία. Για το σκοπό αυτό, η εκάστοτε χώρα χωρίζεται σε μικρές υποπεριοχές και υπολογίζεται το ρίσκο για κάθε μια από αυτές [5,6].

Ο σκοπός του προβλήματος θα μπορούσε σχετικά εύκολα να εμπλουτιστεί περαιτέρω λαμβάνοντας υπόψη πρόσθετες παραμέτρους για κάθε υποπεριοχή και εντάσσοντας τες στο πρόβλημα ως συντελεστές βαρύτητας του ρίσκου πυρκαγιάς. Ενδεικτικά παραδείγματα τέτοιων παραμέτρων αποτελούν τα πληθυσμιακά στοιχεία κάθε υποπεριοχής, η σημαντική πολιτιστική αξία (π.χ. Αρχαιολογικός Χώρος Ολυμπίας), θρησκευτική αξία (π.χ. Άγιο Όρος), περιβαλλοντική αξία (π.χ. περιοχές Natura) κ.λπ., ορισμένων υποπεριοχών.

Η κοινωνική διάσταση του προβλήματος

Είναι γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις, λόγω σχετικά περιορισμένων πόρων αεροπυρόσβεσης, είναι πιθανό η κατανομή των εναέριων μέσων, με όποιον τρόπο και αν αυτή αποφασίζεται, να οδηγεί σε μη επαρκή κάλυψη ή αδυναμία κάλυψης ορισμένων υποπεριοχών, οι οποίες χαρακτηρίζονται από σχετικά μικρό, αλλά όχι μηδενικό, ρίσκο έναρξης πυρκαγιάς. Ωστόσο, αυτό συνεπάγεται την άνιση πρόσβαση ορισμένων πολιτών εντός μιας χώρας σε προστασία από εναέρια μέσα πυρόσβεσης εγείροντας θέμα δικαιότητας (fairness) και μη ισότητας όλων στο δικαίωμα για προστασία από καταστροφές [7].

Η δικαιότητα έχει απασχολήσει τα τελευταία χρόνια τους ερευνητές σε πλήθος προβλημάτων κατανομής κοινωνικών αγαθών, για παράδειγμα ασθενοφόρων, νοσοκομείων, πάρκων αναψυχής κ.λπ. Ωστόσο, δεν έχει λάβει την ανάλογη προσοχή σε εφαρμογές διαχείρισης καταστροφών. Από μαθηματικής σκοπιάς, η ισότητα (equity) των υποπεριοχών μιας χώρας σε πόρους αεροπυρόσβεσης θα μπορούσε να αποτελέσει μια πρόσθετη αντικειμενική συνάρτηση του προβλήματος, διαμορφώνοντας, μαζί με τη μέγιστη κάλυψη του ρίσκου, ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης δύο κριτηρίων (bi-objective optimization).

Συμπεράσματα και επεκτάσεις

Η επιστημονική προσέγγιση του προβλήματος κατανομής εναέριων μέσων πυρόσβεσης απαιτεί τον κατάλληλο σχεδιασμό ώστε να οδηγήσει σε ένα εφαρμόσιμο μοντέλο, το οποίο θα λαμβάνει υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και τις δυνατότητες κάθε χώρας. Ένα τέτοιο μοντέλο μπορεί να αποτελέσει σημαντικό εργαλείο υποβοήθησης της λήψης αποφάσεων (decision-support tool), το οποίο συνδυαζόμενο με την κρίση και εμπειρία των ιθυνόντων (decision makers) θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια βελτιωμένη αντιμετώπιση του φαινομένου των δασικών πυρκαγιών.

Το παρόν άρθρο εστίασε σε μία μόνο εφαρμογή πρόληψης δασικών πυρκαγιών μέσω αεροπυρόσβεσης στο τακτικό επίπεδο λήψης αποφάσεων. Εντούτοις, ανάλογες επιστημονικές προσεγγίσεις μπορεί να ενισχύσουν τις αντίστοιχες λειτουργικές και στρατηγικές αποφάσεις. Ειδικότερα, ανάλογα μοντέλα απόφασης θα μπορούσαν να εφαρμοστούν για βραχυπρόθεσμες αλλαγές θέσεως των εναέριων μέσων ανάλογα με τον ημερήσιο χάρτη πρόβλεψης κινδύνου πυρκαγιάς (για παράδειγμα, λόγω πρόβλεψης συνδυασμού ισχυρών ανέμων και υψηλών θερμοκρασιών σε μια υποπεριοχή). Επιπρόσθετα, σε στρατηγικό επίπεδο, ενδεικτικές αποφάσεις που θα μπορούσαν να λαμβάνονται με τη βοήθεια επιστημονικών μεθόδων αποτελούν η απόκτηση ή ενοικίαση εναέριων μέσων πυρόσβεσης, η λειτουργία ανενεργών ελικοδρομίων/αεροδρομίων ή η δημιουργία νέων, κ.α.

Πηγές

[1] Γκουρμπατσής, A. (2021). Οι φονικές και καταστρεπτικές πυρκαγιές στην Ελλάδα (1980-2020). Ανακτήθηκε στις 14/2/2024 από: https://www.eglimata-emprismou.gr/

[2] McCarthy, G.J. (2003). Effectiveness of aircraft operations by the Department of Natural Resources and Environment and The Country Fire Authority 1997-98. Department of Sustainability and Environment.

[3 Islam, K. M. & Martell, D. L. (1998). Performance of initial attack airtanker systems with interacting bases and variable initial attack ranges. Canadian Journal of Forest Research, 28 (10), 1448-1455.

[4] Greulich, F.E. (2003). Airtanker initial attack: a spreadsheet-based modeling procedure. Canadian Journal of Forest Research, 33 (2), 232-242.

[5] Zeferino, J. A. (2020). Optimizing the location of aerial resources to combat wildfires: a case study of Portugal. Natural Hazards, 100, 1195-1213.

[6] Tasias, A.K., Kosti, P. (2021). Optimal location of aerial firefighting resources to maximize coverage: A case study of Greece. Πρακτικά 33ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Στατιστικής, Λάρισα, 23-26 Σεπτεμβρίου.

[7] Innocenti, D. (2009). Human Rights and Disaster Risk Reduction. Proceedings of the workshop: Human rights in Disasters: Search and Rescue Operations in Disasters especially for vulnerable people. Αθήνα, 5-6 Νοεμβρίου.