Ribut api

Ribut api adalah kebakaran yang mencapai keamatan yang mewujudkan dan mengekalkan sistem angin sendiri. Ia adalah fenomena semula jadi yang paling biasa, dicipta antara kebakaran belukar dan kebakaran liar yang terbesar. Walaupun perkataan itu telah digunakan untuk menggambarkan kebakaran besar tertentu,^[1] ciri yang menentukan fenomena ini adalah api yang dengan angin kuasa ributnya sendiri dari setiap arah mata angin kompas.^[2][3] kebakaran belukar Black Saturday dan Kebakaran Peshtigo Besar adalah contoh kemungkinan kebakaran hutan dengan beberapa bahagian pembakaran disebabkan oleh ribut api. Ribut api juga boleh berlaku di bandar-bandar, biasanya sebagai kesan sasaran letupan seperti yang berlaku akibat daripada pengeboman api udara Hamburg, Dresden, dan pengeboman atom Hiroshima.

Pemandangan salah satu daripada kebakaran Tillamook Burn pada bulan Ogos 1933.

Mekanisme

Lihat juga: Tiang terma

Ribut api: api (1), udara ke atas (2), angin kencang kuat (3) (A) awan pirokumulonimbus.

Ribut api dicipta sebagai hasil daripada kesan timbunan apabila bahang asal api menarik udara sekeliling ke dalam. Draf atau alir bebas ini boleh cepat meningkat jika aliran jet tahap rendah wujud di atas atau berhampiran api. Apabila udara yang bergerak ke atas membentuk seperti cendawan, angin kencang kuat ke arah dalaman membangun sekitar api, membekalkannya dengan udara tambahan. Ini seolah-olah untuk mengelakkan ribut api daripada merebak pada angin, tetapi pergolakan besar yang diwujudkan juga boleh menyebabkan angin aliran masuk permukaan kuat untuk menukar arah secara tidak menentu.

Ribut api yang disebabkan oleh pengeboman kawasan bandar dalam Perang Dunia Kedua secara amnya terhad kepada kawasan-kawasan yang pada mulanya disemai dengan peranti pembakar, dan ribut api tidak merebak keluar dengan ketara.^[4] Ribut api juga boleh berkembang menjadi sebuah mesosiklon dan mendorong kewujudan puting beliung/pusaran api. Ini berlaku dengan kebakaran Durango 2002,^[5] dan mungkin Kebakaran Peshtigo yang lebih besar.^[6][7]

Draf ribut api lebih besar menarik oksigen lebih banyak, yang meningkatkan pembakaran dengan ketara, dengan itu juga meningkat pengeluaran haba dengan ketara. Haba ribut api yang sengit menampakkan sebahagian besarnya sebagai sinaran haba (sinaran inframerah), yang boleh mencucuh bahan mudah terbakar pada jarak yang di hadapan api itu sendiri.^[8][9] Ini juga berfungsi untuk memperluaskan kawasan dan keamatan ribut api. Ganas, draf angin tidak menentu menyedut barang bergerak ke dalam api dan seperti yang diperhatikan dengan pergolakan yang hebat, haba dipancarkan dari api itu boleh mencairkan asfalt, beberapa logam dan kaca, dan menjadikan jalan bertar kepada cecair panas mudah terbakar. Suhu yang sangat tinggi mencetuskan apa sahaja yang mungkin boleh membakar, sehingga ribut api kurang menggunakan bahan api.

Menurut pakar, ribut api tidak menyalakan bahan yang di hadapannya dengan ketara; lebih tepat lagi, haba mengeringkan bahan-bahan dan membuat mereka lebih terdedah kepada nyalaan oleh bara atau pencucuh, meningkatkan kadar mengesan api. Semasa pembentukan ribut api banyak kebakaran bercantum menjadi ruangan perolakan tunggal gas panas yang semakin meningkat dari kawasan yang terbakar dan kuat, kebakaran yang disebabkan, angin jejarian (arah dalaman) yang berkaitan dengan ruangan perolakan. Oleh itu depan api pada dasarnya tidak bergerak dan penyebaran luar api dihalang oleh angin yang bergegas ke dalam.^[10]

Ribut api dicirikan oleh angin berkuasa kuat bertiup ke arah api, di mana-mana sekitar perimeter api, kesan yang disebabkan oleh keapungan tiang kenaikan gas panas di atas api besar yang sengit, mengambil udara sejuk dari pinggir. Angin dari perimeter ini meniup punca kebakaran ke kawasan yang terbakar dan cenderung untuk menyejukkan bahan api tak ternyala luar kawasan api supaya pencucuhan bahan di luar pinggir oleh haba dan pemancaran api bara adalah lebih sukar, dengan itu menghadkan penyebaran api.^[4] Di Hiroshima, angin gesa untuk membesarkan api itu dikatakan telah menghalang perimeter ribut api dari mengembangkan, dan dengan itu ribut api terhad kepada kawasan bandar yang rosak akibat letupan.^[11]

Gambar piro-kumulonimbus diambil dari sebuah pesawat pelayaran komersial kira-kira 10 km. Pada tahun 2002 pelbagai alat penderiaan mengesan 17 peristiwa awan pirokumulonimbus berbeza di Amerika Utara sahaja.^[12]

kebakaran besar adalah berbeza daripada ribut api jika mereka menggerakkan bahagian depan api yang didorong oleh angin persekitaran dan tidak membangunkan sistem angin mereka sendiri seperti mencetuskan malapetaka benar. Tambahan pula, kebakaran bukan ribut api boleh berkembang dari nyalaan tunggal, manakala ribut api hanya diperhatikan di mana sejumlah besar kebakaran membakar secara serentak di kawasan yang agak besar,^[13] dengan kaveat penting bahawa ketumpatan kebakaran serentak membakar perlu berada di atas ambang kritikal bagi ribut api untuk membentuk (satu contoh yang ketara sejumlah besar kebakaran pembakaran secara serentak di kawasan yang besar tanpa ribut api membangun adalah kebakaran minyak Kuwait 1991, yang jarak di antara setiap kebakaran terlalu besar).

Suhu tinggi dalam zon ribut api menyalakan kebanyakan yang boleh dibakar, sehingga suatu titik dicapai, iaitu, apabila kehabisan bahan api, yang berlaku selepas ribut api memakan habis begitu banyak bahan api yang ada dalam zon ribut api iaitu ketumpatan bahan api yang diperlukan untuk memastikan sistem angin ribut api aktif ini jatuh di bawah paras ambang, di mana pada masa ribut api berpecah kepada kebakaran terpencil.

Di Australia, kelaziman kayu putih pokok-pokok yang mempunyai minyak dalam daun menyebabkan kebakaran hutan yang terkenal dengan nyalaan hadapan yang sangat tinggi dan kuat. Oleh itu, kebakaran belukar kelihatan lebih sebagai ribut api daripada kebakaran hutan ringkas. Kadang-kadang, pelepasan gas mudah terbakar dari kawasan paya (cth., metana) mempunyai kesan yang sama. Sebagai contoh, letupan metana menguatkuasakan Kebakaran Peshtigo.^[6][14]

Kesan cuaca dan iklim

Ribut api akan menghasilkan awan asap apung panas terutamanya wap air yang akan membentuk awan pemeluwapan kerana ia memasuki atmosfera atas lebih sejuk, menjana apa yang dikenali sebagai awan pirokumulus ("awan api")atau, jika cukup besar, awan pirokumulonimbus ("ribut api"). Sebagai contoh, hujan hitam yang mula jatuh pada ~20 minit selepas pengeboman atom Hiroshima dihasilkan dalam jumlah 5-10  cm hujan hitam jelaga yang dipenuhi dalam tempoh 1-3 jam.^[15] Selain itu, jika keadaan benar, pirokumulus besar boleh berkembang menjadi pirokumulonimbus dan menghasilkan kilat, yang berpotensi mencetuskan kebakaran lanjut. Selain daripada bandar dan hutan, awan pirokumulus juga boleh dihasilkan oleh letusan gunung berapi kerana jumlah setanding bahan apung panas dibentuk.

Pada tahap yang lebih benua dan global, jauh dari kawasan persekitaran langsung api, kebakaran ribut api yang menghasilkan awan pirokumulonimbus peristiwa telah didapati "kerap menghairankan" menjana kesan "musim sejuk nuklear" kecil.^{[16][17][18][19]} Ini adalah sama dengan musim sejuk gunung berapi kecil, dengan setiap tambahan jisim gas gunung berapi dalam meningkatkan kedalaman penyejukan "musim sejuk", daripada hampir sukar dilihat kepada tahap "tahun tanpa musim panas".

Ribut api bandar

Fizik pembakaran asas yang sama juga boleh digunakan untuk struktur buatan manusia seperti bandar-bandar semasa perang atau bencana.

Ribut api dianggarkan telah menjadi sebahagian daripada mekanisme kebakaran bandar besar, seperti yang mengiringi gempa bumi San Francisco 1906 dan gempa bumi besar Kanto 1923. Ribut api juga dicipta oleh serangan pengeboman Perang Dunia II di bandar-bandar seperti Hamburg dan Dresden.^[20] Bagi dua serangan pengeboman nuklear semasa perang, hanya pengeboman atom Hiroshima mengakibatkan ribut api.^[1]

Sebaliknya, pakar mencadangkan bahawa kerana sifat reka bentuk dan pembinaan bandar moden A.S., ribut api adalah tidak mungkin selepas letupan nuklear.^[21]

Bandar / peristiwa	Tarikh ribut api	Nota
Pengeboman Hamburg dalam Perang Dunia II (Jerman)[20]	27 Julai 1943	46,000 orang mati.[22] Kawasan ribut api kira-kira 4.5 batu persegi (12 km2) dilaporkan di Hamburg.[23]
Pengeboman Kassel dalam Perang Dunia II (Jerman)	22 Oktober 1943	9,000 orang mati. 24,000 kediaman musnah. Kawasan seluas 23 batu persegi (60 km2) dibakar; peratusan kawasan ini yang telah dimusnahkan oleh kebakaran konvensional dan yang dimusnahkan oleh ribut api tidak dapat ditentukan.[24] Walaupun kawasan yang lebih besar telah dimusnahkan akibat kebakaran besar di Kassel daripada bahkan Tokyo dan Hamburg, api bandar yang disebabkan ribut api kurang luas daripada di Hamburg.[25]
Pengeboman Darmstadt dalam Perang Dunia II (Jerman)	11 September 1944	8,000 orang mati. Kawasan seluas 4 batu persegi (10 km2) musnah dalam kebakaran. Sekali lagi peratusan yang telah dimusnahkan oleh ribut api masih tidak ditentukan. 20,000 tempat tinggal dan satu bengkel kimia dimusnahkan dan pengeluaran perindustrian dikurangkan.[24]
Pengeboman Dresden dalam Perang Dunia II (Jerman)[20]	13/14 Februari 1945	Sehingga 25,000 orang mati.[26] Kawasan ribut api kira-kira 8 batu persegi (21 km2) dilaporkan di Dresden.[23] Serangan itu berpusat di stadium sukan Ostragehege yang mudah dikenalpasti,[27] dan mengakibatkan gangguan yang besar kepada pergerakan tentera Jerman dan pengeluaran perindustrian.
Pengeboman Tokyo dalam Perang Dunia II (Jepun)	9–10 Mac 1945	Pengeboman Tokyo memulakan banyak kebakaran yang mengalir menjadi kebakaran buruk yang meliputi 16 batu persegi (41 km2). Walaupun sering digambarkan sebagai peristiwa ribut api,[28][29] kebakaran yang tidak menjana ribut api angin permukaan lazim tinggi bertiup pada 17 hingga 28 mph (27 hingga 45 km/j) pada masa kebakaran mengatasi keupayaan api untuk membentuk sistem angin sendiri.[30] Angin kencang ini meningkat kira-kira 50% kerosakan yang dilakukan oleh bom pembakar.[31] Terdapat 267,171 bangunan yang musnah, dan di antara 83,793[32] dan 100,000 terbunuh,[33] menjadikan ini serangan udara paling maut dalam sejarah, dengan kemusnahan lebih besar yang disebabkan oleh pengeboman atom Hiroshima.[34][35] Sebelum serangan itu, bandar mempunyai kepadatan penduduk tertinggi di mana-mana bandar perindustrian di dunia.[36]
Pengeboman Ube, Yamaguchi (Jepun) dalam Perang Dunia II	1 Julai 1945	Ribut api seketika kira-kira 0.5 batu persegi (1.3 km2) dilaporkan di Ube, Jepun.[23] Laporan bahawa pengeboman Ube menghasilkan ribut api, bersama-sama dengan model komputer, telah menetapkan salah satu daripada empat keadaan fizikal yang kebakaran bandar mesti penuhi untuk mempunyai potensi membangunkan kesan ribut api sebenar. Dari segi saiz, ribut api Ube adalah paling kecil yang pernah disahkan. Glasstone and Dolan: Keperluan minimum untuk ribut api membangun: no.4 Satu kawasan pembakaran minimum kira-kira 0.5 batu persegi (1.3 km2). — Glasstone and Dolan (1977).[37]
Pengeboman atom Hiroshima (Jepun)	6 Ogos 1945	Ribut api meliputi 4.4 batu persegi (11 km2).[38] Tiada anggaran dapat diberikan tentang bilangan kematian kebakaran, kerana kawasan kebakaran itu sebahagian besarnya di dalam kawasan kerosakan letupan.[39]

Pengeboman api

Braunschweig terbakar selepas udara serangan bom api pada tahun 1944. Perhatikan bahawa peristiwa ribut api masih belum berkembang di dalam gambar ini, sebagai satu kebakaran terpencil dilihat membakar, dan bukan api jisim besar tunggal yang mempunyai sifat khusus daripada ribut api.

Pengeboman api adalah teknik yang direka untuk merosakkan sasaran, secara umumnya kawasan bandar, melalui penggunaan api, yang disebabkan oleh peranti pembakar, bukannya daripada kesan letupan bom besar. Serangan itu sering menggunakan kedua-dua peranti pembakar dan bahan letupan tinggi. Bahan letupan tinggi memusnahkan bumbung, menjadikannya lebih mudah untuk peranti pembakar menembusi struktur dan menyebabkan kebakaran. Bahan letupan tinggi juga mengganggu keupayaan ahli bomba untuk memadamkan kebakaran.^[20]

Walaupun bom pembakar telah digunakan untuk memusnahkan bangunan sejak awal peperangan serbuk letupan, Perang Dunia II menyaksikan penggunaan pertama pengeboman strategik dari udara untuk memusnahkan keupayaan musuh untuk berperang. London, Coventry, dan banyak bandar-bandar British yang lain dibom api semasa the Blitz. Kebanyakan bandar-bandar besar Jerman telah dibom api secara meluas bermula pada tahun 1942, dan hampir semua bandar-bandar besar Jepun dibom api dalam tempoh enam bulan terakhir Perang Dunia II. Seperti yang Sir Arthur Harris, pegawai pemerintah RAF Bomber Command dari tahun 1942 hingga ke akhir perang di Eropah, menegaskan dalam analisis pasca-perang, walaupun ramai yang cuba untuk sengaja mewujudkan ribut api buatan manusia semasa Perang Dunia II, beberapa percubaan berjaya.

Menurut ahli fizik David Hafemeister, ribut api berlaku selepas kira-kira 5% semua serangan api pengeboman semasa Perang Dunia II (tetapi beliau tidak menjelaskan jika ini adalah peratusan berdasarkan kedua-dua serangan Bersekutu dan Paksi, atau serangan Bersekutu digabungkan, atau serangan AS bersendirian).^[40] Pada tahun 2005, Persatuan Perlindungan Kebakaran Kebangsaan Amerika menyatakan dalam satu laporan bahawa tiga ribut api besar berpunca daripada kempen pengeboman konvensional Bersekutu semasa Perang Dunia II: Hamburg, Dresden, dan Tokyo.^[28] Mereka tidak termasuk ribut api agak kecil di Kassel, Darmstadt atau Ube ke dalam kategori ribut api besar. Walaupun kemudian memetik dan membenarkan Glasstone dan Dolan dan data yang dikumpul daripada ribut api yang lebih kecil ini.

Bandar-bandar abad ke dua puluh pertama berbanding dengan bandar-bandar Perang Dunia II

Satu jadual Tentera Udara Amerika Syarikat yang menunjukkan jumlah bilangan bom digugurkan oleh pihak Berikat di tujuh bandar terbesar di Jerman semasa keseluruhan Perang Dunia II.^[41]

Bandar	Penduduk pada tahun 1939	Tan Amerika	Tan British	Jumlah tan
Berlin	4,339,000	22,090	45,517	67,607
Hamburg	1,129,000	17,104	22,583	39,687
Munich	841,000	11,471	7,858	19,329
Cologne	772,000	10,211	34,712	44,923
Leipzig	707,000	5,410	6,206	11,616
Essen	667,000	1,518	36,420	37,938
Dresden	642,000	4,441	2,659	7,100

Tidak seperti bandar Perang Dunia II yang sangat mudah terbakar oleh ribut api daripada senjata konvensional dan nuklear, pakar-pakar api mencadangkan bahawa kerana sifat reka bentuk bandar dan pembinaan moden AS, ribut api tidak mungkin berlaku walaupun selepas letupan nuklear.^[21] Penjelasan untuk ini adalah bahawa bangunan tinggi tidak meminjamkan diri kepada pembentukan ribut api kerana kesan sesekat struktur,^[1] bukan juga ribut api besar kemungkinan untuk berlaku di kawasan di mana bangunan-bangunan moden telah betul-betul runtuh, dengan Hiroshima sebagai pengecualian kerana sifat pembinaan kayu "rapuh" padat di bandar pada tahun 1945.^[39][42] Terdapat juga perbezaan yang cukup besar antara memuatkan bahan api bandar Perang Dunia II yang mewujudkan ribut api, termasuk Hiroshima, dan bandar-bandar moden, di mana kuantiti bahan mudah terbakar bagi satu meter persegi di kawasan kebakaran yang terkemudian di bawah kriteria yang perlu bagi ribut api untuk membentuk (40 kg/m²).^[43][44] Oleh itu, ribut api berikutan letupan nuklear tidak akan dijangka di Amerika moden atau bandar-bandar Kanada, ia juga di bandar-bandar Eropah moden.^[45]

Hiroshima selepas pengeboman dan ribut api. Tiada foto udara ribut api wujud yang diketahui.

Perhatikan angin persekitaran meniup kepulan asap kebakaran ke pedalaman. Pengeboman Tokyo pada malam 09-10 Mac 1945 adalah serangan udara tunggal paling dahsyat semasa Perang Dunia II,^[46] dengan keluasan kerosakan kebakaran yang lebih besar dan kehilangan nyawa daripada kedua-dua pengeboman nuklear sebagai satu peristiwa.^[47][48] Sebahagian besarnya disebabkan oleh keadaan kepadatan penduduk dan api yang lebih besar. 279 B-29 pengebom menggugurkan kira-kira 1700 tan kelengkapan pada sasaran.^[34]

Hiroshima selepas kejadian. Walaupun ribut api sebenar membangun, bangunan konkrit bertetulang, seperti di Tokyo, begitu juga kekal. Ditandatangani oleh juruterbang Enola Gay, Paul W. Tibbets.

Seksyen kediaman Tokyo telah hampir musnah. Semua yang kekal berdiri adalah bangunan konkrit dalam gambar ini.

Begitu juga, salah satu sebab bagi kekurangan kejayaan dalam mewujudkan ribut api sebenarnya di dalam pengeboman Berlin dalam Perang Dunia II adalah bahawa ketumpatan bangunan, atau faktor binaan, di Berlin adalah terlalu rendah untuk menyokong penyebaran api mudah dari bangunan ke bangunan. Satu lagi sebab ialah bahawa banyak pembinaan bangunan itu lebih baru dan lebih baik daripada di kebanyakan lama pusat bandar Jerman. Amalan bangunan moden di Berlin semasa Perang Dunia II membawa kepada tembok api lebih berkesan dan pembinaan tahan api. Ribut api besar tidak pernah terbukti untuk mungkin berlaku dalam Berlin. Tidak kira berapa berat serbuan atau apa jenis bom api digugurkan, tiada ribut api sebenar pernah dicipta.^[49]

Senjata nuklear berbanding dengan senjata konvensional

Kesan pembakar daripada letupan nuklear tidak menunjukkan apa-apa ciri-ciri khusus. Pada dasarnya, hasil keseluruhan yang sama berkenaan dengan kemusnahan akibat kebakaran dan letupan boleh dicapai dengan penggunaan bom pembakar dan bahan letupan konvensional.^[50] Dianggarkan, sebagai contoh, bahawa keganasan api dan kerosakan sama dihasilkan di Hiroshima selepas pengguguran senjata nuklear Little Boy (yang mana menghasilkan/mengeluarkan jumlah tenaga yang sama seperti 16 kilotan TNT) dapat sebaliknya dihasilkan oleh kira-kira 1200 tan/1.2 kilotan bom daripada pembakar diedarkan ke bandar.^[50][51][52]

Ia mungkin kelihatan bertentang bahawa jumlah kerosakan kebakaran yang sama yang disebabkan oleh senjata nuklear dapat dihasilkan oleh jumlah hasil bom pembakar konvensional yang lebih kecil; Walau bagaimanapun, pengalaman Perang Dunia II menyokong dakwaan ini. Sebagai contoh, walaupun bukan klon yang sempurna kota Hiroshima pada tahun 1945, dalam pengeboman Dresden konvensional, gabungan RAF dan USAAF menggugurkan sejumlah 3441.3 tan (kira-kira 3.4 kilotan) kelengkapan (kira-kira separuh daripadanya adalah bom pembakar) pada malam 13-14 Februari 1945, dan ini menyebabkan "lebih daripada" 2.5 batu persegi (6.5 km²) bandar yang dimusnahkan oleh api dan ribut api kesan menurut satu sumber yang berwibawa,^[53] or approximately 8 batu persegi (21 km²) by another.^[23] Dalam jumlah kira-kira 4.5 kilotan daripada kelengkapan konvensional telah dijatuhkan di bandar selama beberapa bulan dalam tahun 1945 dan ini mengakibatkan kira-kira 15 batu persegi (39 km²) bandar dimusnahkan oleh kesan letupan dan kebakaran.^[54] Sebaliknya, selepas pengeboman atom Hiroshima di mana satu bom nuklear 16-kilotan digugurkan, 4.5 batu persegi (12 km²) bandar telah dimusnahkan oleh kesan letupan, kebakaran dan ribut api.^[39] Begitu juga, Mejar Cortez F. Enloe, seorang pakar bedah dalam USAAF yang bekerja dengan Kajian Strategik Pengeboman Amerika Syarikat (USSBS), berkata, 22 kilotan bom digugurkan di Nagasaki tidak melakukan kebakaran sebanyak serangan udara konvensional lanjutan pada Hamburg.^[55]

Lihat juga

• Kegelapan (perang)
• Korban awam pengeboman strategik
• Pusaran api
• Kebakaran liar
• Pemodelan kebakaran liar