Прогнозирование лесных пожаров реферат

Обновлено: 02.07.2024

Прогнозирование чрезвычайных ситуаций – обобщение результатов мониторинга, анализ полученных и имеющихся данных о состоянии окружающей среды и производственной сферы, определение степени опасности и выработка перспективной модели вероятного развития обстановки (процесса) для предотвращения риска дальнейшего развития опасного явления.

Обобщение результатов мониторинга производится природоохранными и другими государственными надзорными органами на основании полученных исходных данных от учреждений сети наблюдения и лабораторного контроля (постов, лабораторий и наблюдательных пунктов).

Производится анализ полученных данных в сравнении со статистическими данными за аналогичные периоды прошлых лет, который закладывается в основу прогнозирования возможной обстановки на данный период на определенной территории в конкретных условиях.

Прогнозирование лесных и торфяных пожаров – это определение вероятности возникновения разрастания лесных и торфяных пожаров во времени и пространстве на основе анализа данных мониторинга лесных пожаров.

Исходными данными для прогнозирования, появления источника поражающих факторов возникновения лесного пожара служат:

- класс пожарной опасности в лесу по условиям погоды;

- местоположение и площадь участков лесного фонда I-III классов пожарной опасности или участков разных классов пожарной опасности, где в рассматриваемое время лесные горючие материалы (ЛГМ) могут гореть при появлении источника огня;

- данные о рельефе местности (равнина, плато, плоскогорье, нагорье, горы, холмы, сопки, котловины, овраги);

- наличие потенциальных источников огня в перечисленных участках лесного фонда, где в рассматриваемое время ЛГМ могут гореть при появлении источника огня; данные о грозовой деятельности;

Степень пожарной опасности в лесу по условиям поды должна определяться по принятому в лесном хозяйстве комплексному показателю В.Г. Нестерова, который вычисляется на основе данных о температуре воздуха (в градусах), температуре точки росы (в градусах), количестве выпавших осадков (в миллиметрах).

Для определения пожарной опасности по лесорастительным условиям лесных участков следует знать: тип леса, структуру насаждения, породный состав и возраст, категория лесных площадей, вырубок и другие характеристики лесного фонда.

Для оценки участков лесного фонда по степени опасности возникновения в них пожаров инструкцией по устройству лесного фонда предусмотрена следующая шкала (табл. 3.1).

Шкала оценки природной пожарной опасности в лесах

Относительная оценка степени пожарной опасности лесных участков по условиям возникновения в них лесных пожаров и возможной их интенсивности по пятибалльной шкале дается на лесопожарных картах и картах-схемах противопожарных мероприятий масштаба 1:100 000, на которых каждый лесной квартал закрашен цветом среднего класса пожарной опасности (таблица 3.2). На лесопожарных картах масштаба 1:1 50 000 и 1:25 000 цветом конкретного класса опасности закрашены выделы, составляющие лесные кварталы (рис. 3.7).

Стихийные бедствия – это различные явления природы, вызывающие внезапные нарушения нормальной жизнедеятельности населения, а также разрушения и уничтожение материальных ценностей. Они нередко оказывают отрицательное воздействие на окружающую природу.

К стихийным бедствиям обычно относятся землетрясения, наводнения, селевые потоки, оползни, снежные заносы, извержения вулканов, обвалы, засухи, ураганы, бури. К таким бедствиям в ряде случаев могут быть отнесены также пожары, особенно массовые лесные и торфяные.

Опасными бедствиями являются, кроме того, производственные аварии. Особую опасность представляют аварии на предприятиях нефтяной, газовой и химической промышленности.

Стихийные бедствия, пожары, аварии… По разному можно встретить их. Растерянно, даже обречено, как веками встречали люди различные бедствия, или спокойно, с несгибаемой верой в собственные силы, с надеждой на их укрощение. Но уверенно принять вызов бедствий могут только те, кто, зная, как действовать в той или иной обстановке, примет единственно правильное решение: спасет себя, окажет помощь другим, предотвратит, насколько сможет, разрушающее действие стихийных сил.

1. Понятие и типы лесных пожаров

Лесной пожар – это стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям. Причины возникновения пожаров в лесу принято делить на естественные и антропогенные. Наиболее распространенными естественными причинами больших лесных пожаров на Земле обычно являются молнии. Размеры пожаров делают возможным их визуальное наблюдение даже из космоса.

В молодых лесах, в которых много зелени, вероятность загорания от молнии существенно ниже, чем в лесах возрастных, где много сухих и больных деревьев. Таким образом, в природе ещё задолго до человека существовало своеобразное равновесие. Экологическая роль лесных пожаров заключалась в естественном обновлении лесов.

На сегодняшний день доля естественных пожаров (от молний) составляет около 7%-8%, то есть возникновение большей части лесных пожаров связано с деятельностью человека. Таким образом, существует острая необходимость работы противопожарных служб, контроля за соблюдением пожарной техники безопасности.

Иногда пожары специально вызывают искусственно. Такие пожары принято называть управляемыми. Целью управляемых пожаров является: уничтожение пожароопасных горючих материалов, удаление отходов лесозаготовок, подготовка участков для посадки саженцев, борьба с насекомыми и болезнями леса и т.д., а также намеренный поджог леса с целью последующей его вырубки (к примеру, в приграничных с Китаем областях Дальневосточного региона России).

В зависимости от того, где распространяется огонь, пожары делятся на низовые, верховые и подземные:

При низовом пожаре сгорает лесная подстилка, лишайники, мхи, травы, опавшие на землю ветки и т.п. Скорость движения пожара по ветру 0,25–5 км/ч. Высота пламени до 2,5 м. Температура горения около 700 °C (иногда выше).

Низовые пожары бывают беглые и устойчивые:

• При беглом низовом пожаре сгорает верхняя часть напочвенного покрова, подрост и подлесок. Такой пожар распространяется с большой скоростью, обходя места с повышенной влажностью, поэтому часть площади остается незатронутой огнем. Беглые пожары в основном происходят весной, когда просыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов.

• Устойчивые низовые пожары распространяются медленно, при этом полностью выгорает живой и мертвый напочвенный покров, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорают подрост и подлесок. Устойчивые пожары возникают преимущественно с середины лета.

Верховой лесной пожар охватывает листья, хвою, ветви, и всю крону, может охватить (в случае повального пожара) травяно-моховой покров почвы и подрост. Скорость распространения от 5–30 км/ч. Температура от 900°C до 1200°C. Развиваются они обычно при засушливой ветреной погоде из низового пожара в насаждениях с низкоопущенными кронами, в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте. Верховой пожар – это обычно завершающаяся стадия пожара. Область распространения яйцевидно-вытянутая.

Верховые пожары, как и низовые, могут быть беглыми (ураганными) и устойчивыми (повальными):

• Ураганный пожар распространяется со скоростью от 7 до 30 км/ч. Возникают при сильном ветре. Опасны высокой скоростью распространения.

• При повальном верховом пожаре огонь движется сплошной стеной от надпочвенного покрова до крон деревьев со скоростью до 8 км/ч. При повальном пожаре лес выгорает полностью.

При верховых пожарах образуется большая масса искр из горящих ветвей и хвои, летящих перед фронтом огня и создающих низовые пожары за несколько десятков, а в случае ураганного пожара иногда за несколько сотен метров от основного очага. Такой вид наблюдается сейчас в России. Подземные (почвенные) пожары в лесу чаще всего связаны с возгоранием, торфа, которое становится возможным в результате осушения болот. Распространяются со скоростью до 1 км в сутки. Могут быть малозаметны и распространяться на глубину до нескольких метров, вследствие чего представляют дополнительную опасность и крайне плохо поддаются тушению (Торф может гореть без доступа воздуха и даже под водой). Для тушения таких пожаров необходима предварительная разведка.

пожар лесной профилактика огонь

2. Классификация лесных пожаров по силе

В зависимости от характера возгорания и состава леса лесные пожары подразделяются на низовые, верховые и почвенные. По скорости распространения огня низовые и верховые пожары делятся на устойчивые и беглые. Скорость распространения:

– слабого низового пожара не превышает 1 м/мин (высота слабого низового пожара до 0,5 м)

– среднего от 1 м/мин до 3 м/мин (Высота среднего – до 1,5 м)

– сильного свыше 3 м/мин. (Высота сильного – свыше 1,5 м)

Верховой пожар, скорость распространения:

– слабый до 3 м/мин,

– средний до 100 м/мин,

– сильный свыше 100 м/мин.

Сила почвенного пожара определяется по глубине выгорания:

– слабым почвенным (подземным) пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см,

– средним – 25–50 см,

– сильным – более 50 см.

Оценка по площади:

– загорание – огнём охвачено 0,1–2 гектара

– средний 20–200 га

– крупный 200–2.000 га

– катастрофический более 2000 га.

Средняя продолжительность лесных крупных пожаров 10–15 суток при выгорающей площади – 450–500 гектаров.

3. Причины возникновения лесных пожаров

Основными причинами возникновения лесных пожаров является деятельность человека, грозовые разряды, самовозгорания торфяной крошки и сельскохозяйственные палы в условиях жаркой погоды или в так называемый пожароопасный сезон (период с момента таяния снегового покрова в лесу до появления полного зеленого покрова или наступления устойчивой дождливой осенней погоды).

Естественные пожары (вызванные молниями), отличаются от антропогенных (вызванных людьми) пожаров. Так, молнии, как правило, попадают в деревья на возвышенностях, и огонь, спускаясь по склону, продвигается медленно. При этом теряется сила пламени, и огонь редко распространяется на большие площади. Антропогенные же пожары чаще начинаются в низинах и распадках, что определяет более быстрое и опасное развитие.

В зависимости от характера возгорания и состава леса лесные пожары подразделяются на низовые, при которых выгорает только лесная подстилка, мхи и лишайники, а деревья, в основном, остаются нетронутыми; верховые, при которых сгорает весь лес, и почвенные (подземные). В сухую погоду низовой пожар легко переходит в верховой, а верховой, в свою очередь, может распространиться на огромную площадь.

По интенсивности лесные пожары подразделяются на слабые, средние и сильные. Интенсивность горения зависит от состояния и запаса горючих материалов, уклона местности, времени суток и силы ветра.

По скорости распространения огня низовые и верховые пожары делятся на устойчивые и беглые. Скорость распространения слабого низового пожара не превышает 1 м/мин, сильного – свыше 3 м/мин. Слабый верховой пожар имеет скорость до 3 м/мин, средний – до 100 м/мин, а сильный – свыше 100 м/мин.

Высота слабого низового пожара до 0,5 м, среднего – 1,5 м, сильного – свыше 1,5 м. Слабым почвенным (подземным) пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см, средним – 25-50 см, сильным – более 50 см.

Существующие методики оценки лесопожарной обстановки позволяют определить площадь и периметр зоны возможных пожаров в регионе (области, районе). Исходными данными являются значение лесопожарного коэффициента и время развития пожара. Значение лесопожарного коэффициента зависит от природных и погодных условий региона и времени года. Время развития пожаров определяется временем прибытия сил и средств ликвидации пожара в лесопожарную зону.

4. Последствия и профилактика лесных пожаров

При тушении лесных пожаров широко применяются фотосодержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые способны вызывать необратимые генные изменения у животных, способствовать разрушению озонового слоя Земли.

Лесные пожары способствуют распространению вредных насекомых и дереворазрушающих грибов, ухудшают почвенные условия.

С одного гектара горящего леса в атмосферу выбрасывается от 80 до 100 тонн дымовых частиц, 10–12 тонн таких газов как: оксид углевода, окислы серы, окислы азота.

Из-за лесных пожаров многие животные гибнут, другие с территорий пожарищ в другие места в поисках пропитания.

Через два-три года появятся иван-чай и малина, которые растут на пепелищах. До возникновения подлеска пройдет пять лет, а первыми появившимся здесь деревом станет береза или осина.

Мероприятия по предупреждению распространения лесных пожаров предусматривают осуществление ряда лесоводческих мероприятий (санитарные рубки, очистка мест рубок леса и др.), а также проведение специальных мероприятий по созданию системы противопожарных барьеров в лесу и строительству различных противопожарных объектов.

Чтобы уменьшить опасность возгорания леса надо очистить его от сухости и валежника, устранить подлесок, проложить 2 3 минерализованных полосы с расстоянием между ними 50 60 м, а надпочвенный покров между ними периодически выжигать.

Работы по тушению крупного пожара можно разделить на следующие этапы: разведка пожара; локализация пожара, т.е. устранение возможностей нового распространения пожара; ликвидация пожара, т.е. дотушивание очагов горения; окарауливание пожарищ. Разведка пожара включает в себя уточнение границ пожара, выявление вида и силы горения на кромке и ее отдельных частях в разное время суток.

По результатам разведки прогнозируют возможное положение кромки пожара, ее характер и силу горения на требуемое время вперед.

На основании прогноза развития пожара с учетом лесопатологической характеристики участков, окружающих пожар, с учетом возможных опорных линий (рек, ручьев, лощин, дорог и пр.) составляется план остановки пожара, определяются приемы и способы остановки пожара.

Наиболее сложной и трудоемкой является локализация пожара. Как правило, локализация лесного пожара проводится в два этапа. На первом этапе осуществляется остановка распространения пожара путем непосредственного воздействия на его горящую кромку. На втором этапе производится прокладка заградительных полос и канав, обрабатываются периферийные области пожара с целью исключения возможности возобновления его распространения.

В целях предупреждения пожаров в пожароопасный период в лесу запрещается:

– пользоваться открытым огнем (бросать горящие спички, окурки и вытряхивать из курительных трубок горячую золу);

– употреблять при охоте пыжи из легковоспламеняющихся или тлеющих материалов

– оставлять (кроме специально отведенных мест) промасленный или пропитанный бензином, керосином и иными горючими веществами обтирочный материал;

– заправлять горючим топливные баки работающих двигателей внутреннего сгорания, использовать машины с неисправной системой питания двигателя горючим, а также курить или пользоваться открытым огнем вблизи машин, заправляемых горючим;

– оставлять на освещенной солнцем лесной поляне бутылки или осколки стекла, так как, фокусируя лучи, они способны сработать как зажигательные линзы;

– выжигать траву под деревьями, на лесных полянах, прогалинах и лугах, а также стерню на полях, расположенных в лесу;

– разводить костры в хвойных молодняках, на торфяниках, лесосеках с порубочными остатками и заготовленной древесиной, в местах с подсохшей травой, под кронами деревьев.

Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий. Активная пожарная защита - меры, обеспечивающие успешную борьбу с пожарами или взрывоопасной ситуацией.

В силу недостаточной эффективности действий органов управления лесным хозяйством представляется целесообразным рассмотреть вопрос о создании при администрации области структуры по контролю за профилактикой пожаров и соблюдением правил пожарной безопасности в лесах, отслеживанию пожарной обстановки, оперативной оценке ситуации и координации работ разных ведомств по тушению лесных пожаров.

Список литературы

2. Безопасность жизнедеятельности: Учебн. пособ. под общ. ред. Белова С.В. 3-е изд., 2001 г.

Классы пожарной опасности погоды. Определение энергетических параметров пожара. Космические средства дистанционного зондирования Земли. Картирование контуров пожаров через слой дыма. Оценка послепожарного состояния лесов. Показатели пожарной горимости.

Рубрика	Безопасность жизнедеятельности и охрана труда
Вид	статья
Язык	русский
Дата добавления	24.02.2019
Размер файла	36,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Методы прогнозирование лесных пожаров

В.Е. Ватагина, В.М. Рычкова

Лесные пожары наносят ущерб природной среде и экономике многим государствам мира, в том числе и России ежегодно, поэтому вопрос прогнозирования лесной пожарной опасности очень актуален. В практике охраны лесов, на территории России, используют ГОСТ Р 22.1.09-99, который основан на комплексном показателе Нестерова. Так же широко развивается космические средства дистанционного зондирования Земли, это позволяет вести мониторинг состояния лесов по данным, которые передаются со спутников.

Ключевые слова: лесные пожары, прогнозирование, комплексный показатель В.Г. Нестерова, дистанционное зондирование поверхности Земли, космоснимки.

Forest fires cause damage to the natural environment and the economy of many countries, including Russia annually, so the question of predicting forest fire danger is very relevant. In the practice of protection of forests on the territory of Russia are the GOST R 22.1.09-99, which is based on the complex index of Nesterov. Also widely developed means of space remote sensing, it allows the monitoring of forest condition at the data that is transmitted from satellites.

Keywords: forest fires, forecasting, complex index of V.G. Nesterov, Earth space probing, space images.

Из года в год по всему миру случаются самые разнообразные происшествия, аномалии и катастрофы. Одними из них являются лесные пожары. Каждый год уничтожаются огромные площади лесных насаждений, что влечёт за собой, как значительные экологические так, и экономические последствия, не говоря уже о том, какое число жизней людей, животных, птиц и других живых существ при этом уносит огонь.

Охрана лесов от пожаров является одной из важнейших составляющих устойчивого управления лесами. От того, насколько результативно она исполняется, во многом зависит размер ущерба, нанесённого лесным насаждениям, как в экономическом, так и экологическом отношении.

Лесной пожар - это стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям. Лесные пожары бывают трех видов: низовые, верховые и подземные (торфяные). По скорости распространения огня и по характеру горения пожары имеют две формы: беглый и устойчивый [1].

Весной возникновение лесных пожаров происходит после схода снежного покрова и зависит от метеорологических условий (температуры, влажности воздуха и количества осадков). Одним из важнейших факторов при возгорании леса является отсутствие осадков после схода снежного покрова. Возникают пожары, как правило, на 6-10-й день засушливого периода. В отдельных случаях при одних и тех же метеорологических условиях пожары могут не наблюдаться из-за отсутствия источников огня. Основными причинами возникновения лесных пожаров являются сухие грозы и, к сожалению, деятельность человека. В Свердловской области начало пожароопасного периода приходится на апрель - по мере схода снежного покрова, а окончание - чаще всего приходится на конец сентября редко на начало октября.

Оценка состояния пожарной опасности погодных условий для лесных массивов производится через комплексный показатель В.Г. Нестерова, который учитывает основные факторы, влияющие на пожарную опасность лесных горючих материалов. Комплексный показатель определяется по формуле (1):

лес пожар горимость зондирование

где Т0 -- температура (в градусах) воздуха на 14 часов по местному времени; ? -- точка росы на 14 часов (дефицит влажности); n -- число дней после последнего дождя.

При выпадении осадков более 3 мм в один или несколько дней подряд исчисление КП начинают с нуля, считая последний день выпадения осадков первым днем. В зависимости от величины комплексного показателя (КП) установлено пять классов пожарной опасности [1].

Классы пожарной опасности погоды:

I класс: К от 0 до 300 -- отсутствие опасности;

II класс: К от 301 до 1000 -- малая пожарная опасность;

III класс: К от 1001 до 4000 -- средняя пожарная опасность;

IV класс: К от 4001 до 10 000 - высокая пожарная опасность;

V класс К: более 10 000 - чрезвычайная опасность [2].

На территории Свердловской области в период с 29 апреля по 4 мая 2017 год произошли крупные лесные пожары на площади около 3 тыс. га, так на 3 мая число действующих пожаров ровнялось 58, площадью около 1 тыс. га. Один из крупных пожаров возник в ГО Верхняя Пышма 1 мая и был потушен 4 мая, его площадь достигла 153 га.

Таблица 1 Исходные и рассчитанные данные по крупному пожару в районе ГО Верхняя Пышма в 2017г.

Класс пожарной опасности

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 13 мм

Осадков не было

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 2,9 мм

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 0,9

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 1,2

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 5,9

25.04 КП = 12,5х11,6 = 145 I класс

26.04 КП = 145+(10,4х13,8) = 288,52 I класс

27.04 КП = 288,52+(13,6х14,7) = 488,44 I класс

28.04 КП = 488,44 +(19,7х20,8) = 898,20 I класс

29.04КП = 898,20 +(12,7х19,1) = 1140,77 II класс

30.04 КП = 1140,77 +(12,8х25,2) = 1463,33 II класс

01.05 КП = 1463,33+(17,2х24,9) = 1891,61 III класс 02.05 КП = 1891,61+(25,1х26,3) = 2551,74 III класс 03.05 КП = 2551,74+(22,5х21,1) = 3026,49 III класс

04.05 КП = 3026.49+(11,7х15,3) = 3205,50 III класс

05.05 КП = 3205,50+(5,5х11,9) = 3270,95 III класс

06.05 КП = 3270,95+(7,2х12,6) = 3361,67 III класс

07.05 КП = 3361,67+(3,0х2,5) = 3369,17 III класс

Показатель Нестерова является наиболее распространенным из существующих показателей пожарной горимости. Но пожарная опасность в лесу обусловливаться не только уровнем засухи. Она зависит еще от числа источников огня на охраняемой территории, характера растительности и ее фенологического состояния. Поэтому, при одинаковом показателе, может быть различный уровень пожарной опасности не только в разных районах, но и в одном районе, но в разные периоды сезона.

В соответствии с этим система мониторинга лесных пожаров должна использовать разномасштабную информацию и выполняться в виде спутниковой, авиационной и наземной подсистем сбора и обработки данных.

Методы дистанционного зондирования поверхности Земли с самолетов и космических летательных аппаратов могут быть использованы для решения следующих задач охраны лесов от пожаров:

• оперативной оценки степени пожарной опасности; картирования контуров пожаров через слой дыма и полог древостоя;

• картирования естественных преград при тушении крупных очагов;

• обнаружения последних в условиях общего задымления территории;

• определения энергетических параметров пожара;

• оценки послепожарного состояния лесов [1].

Результаты пожаров и их воздействие на лесообразовательный процесс должны приниматься во внимание при ведении лесного хозяйства, учете и прогнозировании состояния лесных ресурсов. Однако реализация этого положения до сих пор была затруднена из-за отсутствия доступных, технически надежных и экономически эффективных методов единовременной оценки состояния и формирования лесов под влиянием пожаров в пределах крупных лесных массивов. Одним из наиболее перспективных путей решения указанной задачи считается применение дистанционных методов [3].

Современный этап развития космических средств дистанционного зондирования Земли характеризуется продолжающимся ростом числа и многообразия искусственных спутников Земли. В то же время, информационные возможности бортовой аппаратуры спутников существенно различаются, а значимость передаваемой информации неодинакова при решении тех или иных тематических задач. Существует компромисс между разрешающей способностью аппаратуры и оперативностью получения информации о состоянии наблюдаемого объекта или участка местности [1].

Полнота удовлетворения требований, предъявляемых к информации на потребительском уровне, определяет качество получаемой спутниковой информации. При этом может быть определен перечень объектов, процессов и явлений, дистанционное наблюдение которых необходимо для решения данной потребительской задачи. Совокупность определяемых при этом, характеристик, а также необходимые точность, периодичность и обзорность измерений используются для обоснования требований к информации дистанционного зондирования [1].

В настоящее время для решения прикладных задач космические системы имеют недостаточную разрешающую способность, а позиционирование центра пиксела осуществляется с точностью до десятков сантиметров. Причем имеет место закономерность, чем чаще совершаются сеансы приема информации со спутника, тем меньше разрешающая способность полученных снимков. Это значит, что при выделении какого-либо явления и его пространственной привязки совершается качественная фиксация информации, нежели достаточно точная количественная. С другой стороны при анализе временных рядов снимков можно следить за динамикой развития явления и уже с высокой точностью устанавливать скорость и характер изменений.

Детектируя события на космоснимках, фиксируя скорость распространения их, можно соотносить результат с какой-либо статистической моделью и более точно определять границы распространения явления, делать выводы и прогнозы.

Нехватка (а в ряде случаев и недоступность) материалов космических съемок, зачастую, является основной проблемой при создании автоматизированных мониторинговых систем. Особенно, учитывая специфичность данных, используемых в мониторинговых целях: оперативный приём, регулярное обновление, спектральное и метрическое разрешение и др. [1].

Для целей оценки текущего состояния лесов весьма информативными выступают данные низкоорбитальных метеорологических спутников серии NOAA. Данные с этих спутников передаются в непрерывном режиме и по международному соглашению "Open skies" могут свободно приниматься и использоваться всеми заинтересованными лицами. Информация полностью удовлетворяет требованиям оперативного мониторинга лесов: возможность оперативного получения данных, высокая периодичность, достоверность, надежность, охват больших территорий [1].

Список литературы

1. Кулик Е.Н. Разработка и исследование системы мониторинга лесных пожаров по материалам космических съемок (на примере Новосибирской области). - 2000.

2. ГОСТ Р. 22.1. 09-99 “Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров Общие требования. - 1999.

4. Стороженко Л.А., Мартыненко М.С. Организация базы данных в электронных форматах геоинформационных систем // В сборнике: Сергеевские чтения. Устойчивое развитие: задачи геоэкологии (инженерно-геологические, гидрогеологические и геокриологические аспекты) Молодежная конференция. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологи, Москва, 22-23 марта 2013. -М: РУДН. - Москва. - 2013. - С. 187-191.

Лекции

Лабораторные

Справочники

Эссе

Вопросы

Стандарты

Программы

Дипломные

Курсовые

Помогалки

Графические

Доступные файлы (1):

Ежегодно в летнее время пожары наносят огромный вред лесному фонду, уничтожая миллионы га площадей лесов. Ежегодно возникает в среднем 400 тыс. лесных пожаров, уничтожающих до 0,5 – 1% всех лесов [1]. Помимо прямого ущерба лесам, в воздух выбрасываются значительные объемы углекислого газа и продуктов сгорания древесины. Особенно актуальна проблема пожаров для лесов России, где ежегодно происходит более 30 тыс. лесных пожаров.

^ Организация системы мониторинга пожаров в России.

- федеральном (осуществляет федеральный орган управления лесным хозяйством России, – для этого в структуре Рослесхоза создана Информационная система мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйств [ИСДМ-Рослесхоз]);

- региональном (осуществляют государственные органы управления лесным хозяйством субъектов РФ);

- местном (осуществляют лесхозы и другие организации, предприятия и учреждения, осуществляющие ведение лесного хозяйства);

- локальном (осуществляют лесхозы и другие организации, предприятия и учреждения, осуществляющие ведение лесного хозяйства, а также подразделения “Авиалесоохраны”, осуществляющие обнаружение и тушение лесных пожаров).

Вся территория лесного фонда делится [3] на следующие зоны мониторинга: наземного и авиационного, космического 1-го уровня, космического 2-го уровня. В зонах наземного и авиационного мониторинга для срочного обнаружения лесных пожаров используются, как правило, визуальные методы. К территориям космическоо мониторинга 1-го уровня относятся удаленные территории севера Европейской части и приграничные к крупным населенным районам Сибирские и дальневосточные зоны. В них не производится плановое авиационное патрулирование. Значительно удаленные от городов горные, лесотундровые и тундровые территории относятся к зоне космического мониторинга 2-го уровня; там не производится и не планируется авиационное патрулирование, тушение пожаров производится только при угрозе распространения на охраняемые и населенные площади. Обнаружение пожаров здесь полностью зависит от зондирования из космоса.

^ Зондирование и передача информации со спутников.

Для обработки поступающих данных создаются распределенные автоматизированные системы сбора и обработки информации. В России такая система организована ИСДМ-Рослесхоз. Оперативные данные поступают со спутников в региональные приемные центры, где подвергаются обработке и анализу. Основные приемные территориальные центры:

- Институт космических исследований РАН (Москва). – Данные AVHRR

- ЮНИИ ИТ (Ханты-Мансийск). – Данные MODIS

- Институт леса Сибирского отделения РАН (Красноярск). – Данные MODIS , AVHRR

- Дальневосточный региональный центр приема и обработки данных ДВРЦПОД (Хабаровск). - Данные HRV и HRVIR , MODIS , AVHRR .

^ Интерпретация снимков и выявление пожаров.

В программах имеется набор параметров, отвечающих за идентификацию признаков пожаров. Сочетание этих параметров (маски пожаров) существенно зависят от региона. Например, лесостепная территория Курганской области и Ивдельская тайга имеют различные спектральные характеристики отражения в тепловом диапазоне, принимаемом радиометром MODIS. Кроме того, комбинация этих параметров зависит от сезона (зима, весна, лето, осень) и даже от времени приема. Алгоритмы вывления пожаров с использованием различных типов данных и объектов зондирования имеют свои особенности, и могут значительно различаться .

Серьезным недостатком AVHRR-данных является их невысокое разрешение -1,1х1,1 км (1 пиксель вмещает 121 га. При этом для успешного тушения лесного пожара оптимальная его площадь – до 1 га; средння площадь обаруживаемых при аваипатрулировании – 3-5 га. С помощью алгоритмов возможно обнаружение пожаров площадью от 10 га (используется в СО РАН).

В этом плане значительно лучшими показателями обладает MODIS, имеющий значительно более высокое пространственное разрешение (250 м) и большее количество спектральных каналов – 36 [4].

Для практического использования данных MODIS разработаны и регулярно совершенствуются алгоритмы обработки первичных данных радиометра, существует 44 стандартных информационных продукта (модули - MOD). Для выявления тепловых аномалий и пожаров используется модуль ( MOD14 ). Он позволяет обеспечить оперативное обнаружение и мониторинг природных (лесных) пожаров, вулканов и других тепловых аномалий с разрешением 1 км. MODIS может зафиксировать пожар на площади менее 1км 2 [5].

Алгоритмы детектирования пожаров в автоматическом режиме основаны на значительной разнице температур земной поверхности (обычно не выше 10–25 C) и очага пожара (300–900 C). Почти 100-кратное различие в тепловом излучении объектов фиксируется на снимке, а информация, поступающая с других спектральных каналов, помогает отделить облака. Съемка тепловой аппаратурой спектрорадиометра MODIS с пространственным разрешением 1 км дает возможность выявить очаг пожара площадью от 1 га или подземный пожар площадью от 9 га.

Схожие методы выявления пожаров, с использованием специализированных алгоритмов используются при расшифровке данных с приборов LANSAT ETM+ и других.

Система дистанционного зондирования пожаров позволила обеспечить качественной и актуальной информацией органы власти, спасательные службы, лесоохрану; автоматизировать процесс обнаружения источника пожаров для их быстрой нейтрализации.

Лесной пожар – это стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям. Лесные пожары бывают трех видов: низовые, верховые и подземные (торфяные). По скорости распространения огня и по характеру горения пожары имеют две формы: беглый и устойчивый [1].

Весной возникновение лесных пожаров происходит после схода снежного покрова и зависит от метеорологических условий (температуры, влажности воздуха и количества осадков). Одним из важнейших факторов при возгорании леса является отсутствие осадков после схода снежного покрова. Возникают пожары, как правило, на 6-10-й день засушливого периода. В отдельных случаях при одних и тех же метеорологических условиях пожары могут не наблюдаться из-за отсутствия источников огня. Основными причинами возникновения лесных пожаров являются сухие грозы и, к сожалению, деятельность человека. В Свердловской области начало пожароопасного периода приходится на апрель – по мере схода снежного покрова, а окончание – чаще всего приходится на конец сентября редко на начало октября.

где Т₀ — температура (в градусах) воздуха на 14 часов по местному времени; τ — точка росы на 14 часов (дефицит влажности); n — число дней после последнего дождя.

Классы пожарной опасности погоды:

I класс: К от 0 до 300 — отсутствие опасности;

II класс: К от 301 до 1000 — малая пожарная опасность;

III класс: К от 1001 до 4000 — средняя пожарная опасность;

IV класс: К от 4001 до 10 000 - высокая пожарная опасность;

V класс К: более 10 000 - чрезвычайная опасность [2].

Исходные и рассчитанные данные по крупному пожару в районе ГО Верхняя Пышма в 2017г.

Класс пожарной опасности

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 13 мм

Осадков не было

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 2,9 мм

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 0,9

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 1,2

Суточные осадки на 9 ч. местного времени в количестве 5,9

25.04 КП = 12,5х11,6 = 145 I класс

26.04 КП = 145+(10,4х13,8) = 288,52 I класс

27.04 КП = 288,52+(13,6х14,7) = 488,44 I класс

28.04 КП = 488,44 +(19,7х20,8) = 898,20 I класс

29.04КП = 898,20 +(12,7х19,1) = 1140,77 II класс

30.04 КП = 1140,77 +(12,8х25,2) = 1463,33 II класс

01.05 КП = 1463,33+(17,2х24,9) = 1891,61 III класс

02.05 КП = 1891,61+(25,1х26,3) = 2551,74 III класс

03.05 КП = 2551,74+(22,5х21,1) = 3026,49 III класс

04.05 КП = 3026.49+(11,7х15,3) = 3205,50 III класс

05.05 КП = 3205,50+(5,5х11,9) = 3270,95 III класс

06.05 КП = 3270,95+(7,2х12,6) = 3361,67 III класс

07.05 КП = 3361,67+(3,0х2,5) = 3369,17 III класс

оперативной оценки степени пожарной опасности; картирования контуров пожаров через слой дыма и полог древостоя;

картирования естественных преград при тушении крупных очагов;

обнаружения последних в условиях общего задымления территории;

определения энергетических параметров пожара;

оценки послепожарного состояния лесов [1].

Кулик Е.Н. Разработка и исследование системы мониторинга лесных пожаров по материалам космических съемок (на примере Новосибирской области). – 2000.

ГОСТ Р. 22.1. 09-99 “Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров //Общие требования. – 1999.

Стороженко Л.А., Мартыненко М.С. Организация базы данных в электронных форматах геоинформационных систем // В сборнике: Сергеевские чтения. Устойчивое развитие: задачи геоэкологии (инженерно-геологические, гидрогеологические и геокриологические аспекты) Молодежная конференция. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологи, Москва, 22-23 марта 2013. -М: РУДН. – Москва. – 2013. – С. 187-191.

Читайте также: