A Meteorologia e a Propagação dos Incêndios Florestais: 25 ... · Características de...
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A Meteorologia e a Propagação dos Incêndios Florestais: 25 anos de Colaboração Por Domingos Xavier Viegas CEIF/ADAI – DEM Universidade de Coimbra Comemoração dos 64 Anos do SMN – Lisboa, IM
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A Meteorologia e a Propagação dos Incêndios Florestais: 25 anos de Colaboração
Por
Domingos Xavier ViegasCEIF/ADAI – DEM
Universidade de Coimbra
Comemoração dos 64 Anos do SMN – Lisboa, IM
Esquema
1. Introdução
2. Breve historial da Colaboração entre o IM e a ADAI
3. Estudos sobre o Índice de Risco4. Características de combustíveis florestais5. Investigação sobre a Propagação do
Fogo6. Conclusão
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Incêndios
Introdução
• É manifestamente reconhecido que o clima e a meteorologia desempenham um papel fundamental na ocorrência e propagação dos incêndios florestais.
• Desde o início da nossa investigação sobre este tema – em 1985 – conscientes deste facto, procurámos o apoio do IM (então INMG) para melhorarmos os nossos conhecimentos sobre o papel do clima e da meteorologia e para fomentar a colaboração entre as nossas instituições.
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Incêndios
• Pretendíamos também aumentar a sensibilização das entidades operacionais para a importância da meteorologia na prevenção e no combate dos IF.
• Devo reconhecer que não foi um percurso fácil, que encontrou apoios – além de resistências –dentro e fora do IM.
• Felizmente os tempos mudaram e houve uma evolução muito positiva nesta área.
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Historial da Colaboração entre o IM e a ADAI
• Começo por recordar o apoio de alguns dos antigos Presidentes do IM, com quem iniciámos esta colaboração: o Dr. Mendes Vítor e o Eng.ºEspírito Santo. Presentemente o Dr. Adérito Serrão.
• O IM esteve presente nas duas primeiras iniciativas que tivemos na área dos incêndios florestais e, desde então tem-nos acompanhado sempre.
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Incêndios
Seminário sobreIncêndios Florestais
Out. de 1986
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• Organizámos diversos Cursos sobre “Meteorologia Aplicada aos Incêndios Florestais ”, realizados em 1987, em 1998 e em 2001, com a colaboração, entre outros, do Dr. Anthímio de Azevedo, Dr. Costa Malheiro, Dr. Casimiro, Dr. Costa Alves, Dr. Zorro Gonçalves, Dra. Ilda Novo, Dr. Prista, Dr. Calado, Dr. Mata Reis, Dr. Palma e da Dra. Teresa Abrantes.
• Estabelecemos em 1988 um Acordo de Colaboração na temática dos incêndios florestais.
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• Realizámos a experiência de deslocar Meteorologistas para apoio directo às operações na Lousã (1990).
• Aquisição de um sistema de acesso a dados do sistema NOAHH na Lousã,
• Projecto do Túnel Aerodinâmico do IM (1990).
• Colaboração mútua no estudo e investigação de temas de interesse comum.
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• Participação em acções de formação ou de divulgação por técnicos do IM e da ADAI
– VIEGAS DX, 1988. O papel da meteorologia na prevenção e combate dos incêndios florestais. Conferência apresentada no Instituto de Meteorologia e Geofísica, Lisboa, 19 de Outubro de 1988.
– ILDA NOVO, 2008. Meteorologia e Riscos naturais. Aula no curso de Mestrado em Dinâmicas Sociais e Riscos Naturais. Univ. Coimbra.
– TERESA ABRANTES, 2010. O Papel da Meteorologia na Gestão de Riscos Naturais. Aula no curso de Mestrado em Dinâmicas Sociais e Riscos Naturais. Univ. Coimbra.
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• Estabelecemos um Protocolo de Colaboração formal em 2004.
• Desde há alguns meses integramos um Consórcio de RISCOS, liderado pelo LNEC, o qual, embora aprovado, ainda não saiu das boas intenções.
• Nesse Consórcio participamos na Área Temática dos Incêndios Florestais, que tenho a honra de coordenar.
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• Classicamente consideram-se os seguintes três conjuntos de factores como sendo determinantes na origem e propagação do fogo:
– Meteorologia– Vegetação– Topografia.
• Embora este conceito não esteja rigorosamente correcto e apesar de estes factores não serem independentes entre si, vou basear-me nesta trilogia para prosseguir a minha exposição.
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Estudos sobre o Índice de Risco
• A avaliação do Índice de Risco associado a factores meteorológicos constitui um elemento básico de qualquer sistema de prevenção e combate aos incêndios.
• Em 1987 o IM utilizava o Índice de Nesterov modificado.
• A divulgação deste índice junto das entidades deixava muito a desejar; a aplicação do mesmo era ainda mais duvidosa.
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Incêndios
Carta de Risco
7-Jun-1988
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• Colocação dos primeiros telex e telefax na Lousã (1988).
• Em 1990 realizámos, no âmbito de um projecto Europeu (MINERVE), um estudo comparativo de sistemas de indexação do risco adoptados em diversos países.
• Desse estudo, que foi apoiado e acompanhado de perto pelo IM, resultou a conclusão de que o Índice Canadiano tinha um desempenho superior a todos os outros.
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• Em resultado deste estudo recomendámos que, a nível Europeu, o índice Canadiano fosse adoptado como standard e aplicado nos diversos países.
• Portugal, através do IM, foi dos primeiros países a fazê-lo.
• Não podemos esquecer as resistências que houve nesta transição.
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• Tive o gosto de colaborar com o Dr. Mata Reis num trabalho que consistiu na calibração do FWI para cada um dos distritos de Portugal Continental.
– VIEGAS DX, Reis RM, Cruz MG & Viegas MT, 2004. Calibração do Sistema Canadiano de Perigo de Incêndio para aplicação em Portugal. Silva Lusitana. Vol. 12, nº1, Junho 2004.
• Este estudo contribuiu para um melhor acerto do Índice e para a sua melhor aceitação.
• Mesmo assim persistiram tentativas de voltar atrás e de impor outros sistemas e metodologias.6-10-2010
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• Tive oportunidade de orientar diversos estudos de pós-graduação em que se aplicou o índice Canadiano a dados de vários países e regiões, com muito bons resultados.
• SAMPAIO OB, 1999. Análise da Eficiência de Quatro Índices, na Previsão de Incêndios Florestais para a Região de Agudos-SP”, Tese de Doutoramento, Universidade Federal do Paraná, Curitiba 1999.
• MANTA NOLASCO MI, 2004. Estudio de la Estructura y Funcionamento de Dos Indices de Peligro Meteorologico de Incendios Forestales. Aplicacion a Tres Zonas Climáticas de España Peninsular, Tese de Doutoramento, Universidad Politécnica de Madrid, Madrid 2004.
• OLIVERAS MENOR I, 2006. Number of Fires, Large Forest Fires and Prescribed Burning in Mediterranean Ecosystems, Tese de Doutoramento, Universitat Autònoma de Barcelona, Setembro 2006.
• GABBAN A. 2007. Assessment of Forest Fire Risk in European Mediterranean Region:Comparison of satellite-derived and meteorological indices. Univ. de Coimbra, 22 de Janeiro de 2007.
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• Como sabemos o Sistema Canadiano foi adoptado, desde há anos, pela Comunidade Europeia.
• Hoje em dia podemos dizer que o FWI constitui uma linguagem comum na comunidade científica e operacional internacional.
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0 200 400 600 800
R1 mm
Are
a
kHa
Relação entre a área ardida em Portugal e a precipitaçãonos meses de Janeiro a Abril (Coimbra)
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0 50 100 150 200 250 300 350 400
A
kHa
R'2 mm
Relação entre a área ardida em Portugal e a precipitação
nos meses de Junho a Setembro (Coimbra)
Características de combustíveis florestais
• Embora saibamos que qualquer vegetal possa servir de suporte a uma reacção de combustão, no estudo dos incêndios florestais prestamos uma particular atenção aos chamados combustíveis finos e, em especial da manta morta.
• São eles que suportam a ignição inicial e a propagação do fogo pelo que importa conhecer as suas propriedades.
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Incêndios
• Entre essas propriedades avulta o teor de humidade, que definimos por:
– Mv é a massa verde ou inicial do combustível– Ms é a massa seca do combustível.
• O conhecimento do teor de humidade e a sua relação com os factores meteorológicos é da maior importância para a gestão dos incêndios.
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s
svf M
MMm
−=
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Mesa de Combustibilidade
Determinação de Ro
Meteorologia e Propagação de Incêndios
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0,0
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mf (%)
Ro
(cm
/s)
P. Pin.
Leito de agulhas de Pinheiro Bravo(1 kg/m2)
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Carqueja
SecoVerde
Urze Pinheiro bravo Eucalipto
SecoVerde
Meteorologia e Propagação de Incêndios
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Câmara climática
Meteorologia e Propagação de Incêndios
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Portugal (1987-1997)
0
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200
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Pinus pinaster mf (%)
Ann
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rea
(Ha)
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EUC and Pine
0
10
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50
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60 70 80 90 100FFMC
mf %
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Valores de DC para Coimbra, desde 1 de Janeiro (médias de dez dias)
0
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400
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1200
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
Decades
DC
87
88
89
90
91
92
93
94
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Incêndios42
Portugal (1987-97)
0
50
100
150
200
0 100 200 300 400 500 600 700 800
DC (June-Sept.)
Are
a (K
Ha)
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Teor de humidade de folhas de arbustos em função do DC
0
20
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160
0 200 400 600 800 1000 1200DC
mf % Calluna
Chama
Ulex
Significado do DC
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Incêndios44
Ensaios de campo (Vegetação arbustiva)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 2 4 6 8 10 12
ISI
R (
m/m
in)
Significado do ISI
Investigação sobre a Propagação do Fogo
• Historicamente o nosso programa de investigação foi iniciado em 1985, e foi despoletado pelo acidente ocorrido em Armamar, a 8 de Setembro, no qual perderam a vida 14 Bombeiros daquela Corporação.
• Propusemo-nos contribuir para compreender melhor o papel do vento e da topografia no comportamento do fogo, com vista a melhorar a segurança das pessoas.
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Incêndios
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Acidente de Armamar (8 de Setembro de 1985)Local onde morreram os três Irmãos Carvalheira, de entre as 14 vítimas do acidente
• A nossa resposta a este problema consistiu em procurar aprofundar a compreensão destes fenómenos, com vista a ajudar as pessoas no terreno.
• Cientes da dificuldade e complexidade do problema, procurámos desde o início, a ajuda de especialistas de outras especialidades, entre os quais, naturalmente, os Meteorologistas.
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Incêndios
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2004
Lousã
Laboratório de Estudos sobre Incêndios Florestais
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Incêndios49
Laboratório de Estudos sobre Incêndios Florestais
2008
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Incêndios50
Combustion Wind TunnelLousã - Portugal
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Incêndios51
Joint effects of slope and wind
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Incêndios52
Dihedral Combustion Table
8x4 m2
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Incêndios53
Campo de ensaios da Gestosa
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Incêndios54
Gestosa 200231st May 2002
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Incêndios55
Fundão, 30 July 2003
Observation of real fires and case studies
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21:23 h
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Mesa de declive
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0
1
2
3
4
5
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-45 -30 -15 0 15 30 45
αααα º
R/R
o
R'in
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Foco pontual numa encosta
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Simulação laboratorial de fogo num desfiladeiro
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αααα º
R/R
o
R'in
R'med
R'fin
δ=40º
Foco pontualnum desfiladeiro
δ=40º
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Incêndios
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Incêndios
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00:00 05:00 10:00 15:00 20:00 25:00 30:00 35:00 40:00
A m
2
0
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600
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1600
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P m
Área (m2)
Perímetro (m)
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O Triângulo dos Factores do Fogo
Com
bust
ível
Topografia
Meteorologia
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Topografia
Tem
poVeg
etaç
ão
Meteorologia
O Quadrado do Fogo:
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Mapa topográfico
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2 Vítimas
5-8-03
Acidente de Freixo-de-Espada-à-Cinta
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Accident
Start of blow-up
Start of Fire
Meteo station
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Estação Meteorológica
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Freixo E C 5 Aug 03
0
10
20
30
40
50
60
0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00
Tem
pera
ture
Temperatura do ar
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Rumo do vento
0
45
90
135
180
225
270
315
360
0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00
Direcção do vento
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Wind velocity
0
10
20
30
40
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0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00
Velocidade média e máxima
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Formação de Bombeiros e outros Técnicos, em colaboração com a Escola Nacional de Bombeiros
Meteorologia e Propagação de Incêndios
Focos secundários
• Este é um problema muito complexo que tem, pelo menos, as seguintes componentes:
– Emissão de partículas– Transporte de partículas pelo fogo e pelo vento– Combustão da partícula durante a trajectória– Ignição potencial do leito florestal.
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Propagação por focos secundários
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14
3
2
1 Geração de partículas2 Transporte3 Combustão4 Ignição do leito
CURSO DE SEGURANÇA PESSOAL E COMPORTAMENTO DE UM INCÊNDIO FLORESTAL
Centro de Estudos sobre Incêndios Florestais
PropagaPropagaçção de Fogos de Copas ão de Fogos de Copas –– Alguns FactosAlguns Factos
- ??
01 02
03 04
Fotos: Pedro Palheiro (CEIF/ADAI)
Emissão de partículas durante a combustão
6-10-2010 84Meteorologia e Propagação de
Incêndios
Análise com PIV (Velocimetria de partículas)
6-10-2010 85Meteorologia e Propagação de
Incêndios
Número e dimensão das partículas Campo de velocidades
Combustion of particles in flight
6-10-2010 86Meteorologia e Propagação de
Incêndios
Oblique wind tunnel
6-10-2010Meteorologia e Propagação de
Incêndios87
6-10-2010Meteorologia e Propagação de
Incêndios88
Formação de um tornadonum ensaio laboratorial
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Incêndios89
Figure M – Photos taken at 5 seconds intervals from ignition for test with a slope α=30º.
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Figure M – Photos taken with Infra red camera at 3 seconds intervals for test with a slope α=30º. The times of the
frames are respectively: 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 and 24 seconds after ignition.
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1
10
100
0 60 120 180
R/R
o
Time sec
10-CF-08
10-CF-09
DV2-509-30
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Incêndios93
Os incêndios de Victoria (Austrália)
• No início do mês de Fevereiro de 2009, na sequência de um período de seca e de uma onda de calor sem precedentes, ocorreram diversos incêndios, em Victoria, no Sul da Austrália.
• No dia 7 de Fevereiro, um sábado, ao início da tarde, surgiram alguns novos incêndios que vieram agravar a situação.
• Com ventos da ordem de 60 a 90 km/h e temperaturas da ordem de 42 a 47ºC, rapidamente se tornaram em catastróficos.
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Incêndios
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Incêndios95
7 Feb 2009
Principais incêndios no dia 7 de Fevereiro
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Incêndios96
Nome Hora Área (Ha) Vítimas Casas
Bunyip (4 Fev.)
Kilmore 11:49 90.000 121 1.244
Horsham 12:26 2.200 68
Coleraine 12:36 775 1
Pomborneit 13:17 1.300
Churchill 13:33 24.500 11 247
Murrindindi 15:00 168.542 39 590
Redesdale 15:11 9.500
Narre Warren 15:32 7
Bendigo 16:34 330 1 58
Beechworth 18:09 31.000 2 29
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Incêndios97
Gama de intensidades que não épossível combater com os recursos actuais
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Incêndios98
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Incêndios99
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Incêndios100
Incêndio de Kilmore
Temperatura e Humidade Relativa7 Fevereiro
Velocidade e direcção do vento
7 Fevereiro
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Incêndios101
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Incêndios102
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Incêndios103
6-10-2010Meteorologia e Propagação de
Incêndios104
Pine Ridge Road
6-10-2010Meteorologia e Propagação de
Incêndios105
Criação de um novo Nível de Perigo
6-10-2010Meteorologia e Propagação de
Incêndios106
Canberra, Janeiro de 2010
Conclusão
• Temos de estar preparados para enfrentar este tipo de situações catastróficas, que podem ocorrer em qualquer lugar.
• A Meteorologia tem um papel muito importante na previsão e pré-aviso destas situações, para ajudar a salvar vidas.
• Há no entanto um longo processo de aprendizagem a realizar.
6-10-2010 107Meteorologia e Propagação de
Incêndios
• A ADAI orgulha-se e está agradecida por poder contar com a parceria do IM no seu trabalho de investigação .
• Mantem a sua inteira disponibilidade para prestar toda a colaboração que esteja ao seu alcance para o continuar a fazer.
6-10-2010 108Meteorologia e Propagação de
Incêndios
Acidente de Gondomar, Agosto de 2010
6-10-2010Meteorologia e Propagação de
Incêndios109
6-10-2010Meteorologia e Propagação de
Incêndios110
