CC BY
29Дистанционное зондирование Земли
УДК 528.8
А. И. Сухинин
Институт леса имени В. Н. Сукачева, Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск
АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ПОЖАРОВ В ЛЕСАХ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ*
Развит вероятностный подход в обнаружении, оценке площади и интенсивности малоразмерных и развитых лесных пожаров по данным спутников серии МОЛЛ-Л УНЯЯ и Тегга-МОБШ. Обсуждаются особенности поведения и развития массовых и катастрофических пожаров в лесах Восточной Сибири.
Ежедневное информационное обеспечение в процессе мониторинга пожаров включает в себя:
- планово-картографическую информацию о горимости азиатской части России, полученную с помощью космических средств NOAA, Terra в виде полигонов лесных пожаров на картографической схеме М = 1: 500 000 с указанием расстояния, азимута до ближайшего населенного пункта, площади пожаров, их географических координат;
- текстовые таблицы с привязкой пожаров к ближайшим населенным пунктам;
- картосхемы контуров крупных гарей на топографической карте М = 1:500 000;
- картосхемы облачности и поля ветра на высоте 1,5 км в формате JPG;
- снимки и схемы задымления территории;
- картосхемы пожарной опасности по условиям погоды.
Совместно с ФГБУ НЦУКС и СРЦ МЧС создан файловый сервер оперативных данных космического мониторинга лесных пожаров Сибири и Дальнего Востока, имеющий адрес в сети Интернет ftp://data:data_get@ 195.161.57.194/DailyData/.
Совместно с Американской лесной службой, университетом штата Мэриленд, Институтом Макса-Планка (Фрейбург) на основе спутниковых данных NOAA/AVHRR и Terra/MODIS разработана и создана геоинформационная база данных о крупных лесных пожарах в азиатской части России за период 1996-2009 гг. Итоговая карта распределения крупных пожаров выставлена на сервере глобального мониторинга лесных пожаров Current & Archived Significant Global Fire Events and Fire Season Summaries, доступного по адресу http://www.ruf.uni-freiburg.de/fireglobe/current /globalfire.htm.
Делается вывод о том, что спутниковый мониторинг в настоящее время перспективен для картирования и оценки последствий массовых и катастрофических крупных пожаров. Для раннего обнаружения малоразмерных пожаров необходимо создать специальную спутниковую группировку, обеспечивающую разведку в районах по-
вышенной пожарной опасности с повторностью 2 и менее часов и пространственным разрешением порядка 200 м. Прототипом такого спутника является система BIRD/DLR и проект Transparent World FIRE. Авиационный мониторинг перспективен главным образом для детальной разведки тактических частей пожара, с целью определения его интенсивности и скорости продвижения кромки, а также оценки эффективности противопожарных мероприятий.
Обсуждается комплексный подход в оценке пожарной опасности по условиям погоды и прогнозирования энергетических параметров лесных пожаров погоды на основе информации N0АА/AVHRR/T0VS, ГИС-МЕТЕО и других геоинформационных баз данных. Предложено и обосновано применение дополнительного спектрального диапазона 1,6 мкм, установленного на спутниках NOAA 16-19.
На основе спутниковых съемок проведено исследование скорости и траектории перемещения основных атмосферных барических образований. По данным американских полярно-орбитальных спутников N0АА/AVHRR/T0VS и ГИС-МЕТЕО показано, что расхождение 5-дневных прогнозных траекторий с действительными составляет около 30 %, что открывает возможности среднесрочного прогноза пожарной опасности на региональном и местном уровнях.
По данным NОАА/AVHRR показана связь динамики вегетационного индекса растительности на крупных пожарищах с интенсивностью тепловыделения на кромке пожара и с таксационными показателями насаждения.
Сравнительный анализ данных низкого (NOAA) и высокого (Landsat-ETM) разрешения в распознавании границы пожарища и оценке площади, пройденной огнем, показал, что расхождение оценок составляет 27 % для пожарищ до 1 000 га и 16 % для площадей более 5 000 га, что позволяет применять данные спутника NOAA для получения удовлетворительных оценок в мониторинге регионального и федерального уровней.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 09-05-98008-р_сибирь_а).
Решетневские чтения
Сделан вывод об определяющем вкладе массовых и катастрофических пожаров в площадь, пройденную огнем, и высоком проценте гибели древостоя. Развивается гипотеза об усилении устойчивости антициклона в зоне действия массовых пожаров и существовании глубокой положительной обратной связи между этими явлениями.
Дается анализ развития пожарной обстановки в лиственничных лесах республики Саха-Якутия в междуречье рек Лена-Вилюй, приведшей в 2002 г. к частичной гибели растительности на площади свыше 5 млн га. В этом районе дождевые осадки не выпадали практически в течение всего пожарного сезона. Массовые пожары, возникающие от гроз, а также по вине человека, за короткое время возникли на территории 0,7 млн км и в начале августа представляли собой пространственно распределенный генератор горячих дымовых газов, энергия которого была достаточна для задержки прохождения циклонов через эту территорию. Обстановка сопровождались задымлением местности протяженностью более 2 тыс. км. На основе данных спутников NOAA, TOMS проведены предварительные исследования динамики эмиссий СО2, СО, СН4, содержащихся в дымовых аэрозолях в зоне массовых пожаров в 2002 г. в республиках Саха-Якутия
(на площади 5,4 млн га, пройденной пожарами), Тыва на площади 1,5 млн га, в Амурской области на площади 0,8 млн га, при этом выход эмиссий может превышать 70 млн т.
Отмечается возможность повышенного выхода метана и его соединений в зоне массовых пожаров в Якутии (левобережье реки Лена на широте города Якутска), что привлекает внимание в связи с важной ролью метановых соединений в создании парникового эффекта современной атмосферой. Обсуждаются послепожарные изменения в напочвенном покрове и нарушения в верхних горизонтах вечной мерзлоты, произошедшие вследствие изменения радиационного баланса.
Обсуждается экономический, социальный и экологический ущерб от пожаров в Хабаровском крае (1998), Амурской области (1997-2002), Якутии, Тыве (2002), Иркутской, Читинской, Амурской областей, Агинского Бурятского национального округа (2003, 2007-2008), приведший к последствиям, носящим глобальный характер.
Делается вывод о наступлении неуправляемой пожарной обстановки, когда число и площадь возникших пожаров превышает критические величины и подавление пожаров силами лесной охраны становится невозможным и необходимо привлечение сил МЧС и других резервов федерального уровня.
A. I. Sukhinin
V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Аcademy of Science, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk
AEROSPACE MONITORING OF CATASTROPHIC WILDFIRES IN EAST SIBERIA
The probability approach of wildfire detection, energy release and fire scars estimation is developed using NOAA /AVHRR and Terra/MODIS information. Catastrophic wildfires in East Siberia behavior is discussed. We can conclude that the mechanism offire propagation by irradiative flux is dominant for high intensity surface and crown fires.
We propose the hypothesis of positive feedback between anticyclone growth and energy release from wildfires for the huge burned territories. The critical number of fires is defined when the fire situation becomes uncontrolled according to the total fire intensity.
© Сухнннн À. H., 2009
