Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка климатической предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка климатической предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров"

На правах рукописи

Горев Григорий Владимирович

ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКОЙ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ К ВОЗНИКНОВЕНИЮ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ (НА ПРИМЕРЕ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ)

25.00.36 - Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Томск - 2004

Работа выполнена в Томском государственном университете на кафедре метеорологии и климатологии

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Задде Геннадий Освальдович

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

Поздняков Александр Васильевич

кандидат географических наук, доцент Решетько Маргарита Викторовна

Ведущая организация: Институт мониторинга климатических и

экологических систем СО РАН

Защита состоится 22 сентября 2004 года в 14.30 часов на заседании диссертационного совета К 212.267.07 при Томском государственном университете по адресу 634050 г. Томск, пр. Ленина, 36, главный корпус, ауд. 119.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета

Автореферат разослан августа 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета

/¿ЛЬ.

Н.И. Савина

2005-4 12068

ШШ

Общая характеристика работы

Лесные пожары являются одной из серьезнейших проблем российских лесов. Они ежегодно наносят громадный ущерб окружающей среде. Помимо прямого ущерба, включающего в себя потери древесины и животного мира, а также затраты на восстановление лесов, существует и косвенный ущерб в виде выбросов различных продуктов горения в атмосферу, таких как аэрозоли, парниковые газы, канцерогены.

Проблема лесных пожаров актуальна во всем мире, подтверждение тому состоявшаяся в 2003 году конференция ООН по изменению климата, на которой одной из мер по сокращению выбросов диоксида углерода было предложено реформирование охраны леса и усовершенствование системы лесного хозяйства. В связи с этим необходимо, используя современные научные методы и решения, добиться максимально эффективной организации мероприятий по предотвращению лесных пожаров. С этой целью следует изучить весь спектр обстоятельств, способствующих возникновению лесных пожаров, и в первую очередь метеорологические и другие факторы.

Возникновению лесных пожаров и их связи с метеорологическими величинами посвящено много работ. В некоторых из них отмечается, что существующее расхождение данных статистики лесных пожаров и материалов учета лесного фонда часто не позволяет достоверно оценить причинно-следственную связь метеорологических факторов и лесных пожаров. К тому же исследователями почти не применяется комплексный подход для оценки климатической предрасположенности территории к лесным пожарам.

В последние годы для выявления лесных пожаров стали широко применяться геоинформационные технологии, базирующиеся на спутниковой информации. Для мониторинга горимости лесов на территории России с успехом используются данные спутников серии NOAA. Спутниковая информация, в совокупности с данными метеорологических станций, открывает новые пути и возможности для установления и анализа связей лесных пожаров с комплексом метеорологических и ряда других характеристик, а также в прогнозировании пожарной опасности территории.

Целью работы являлась оценка предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров по метеорологическим и другим факторам, на примере Томской области, а также разработка эффективного метода прогноза пожарной опасности. Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:

1. Изучались характеристики пожароопасного периода на исследуемой территории.

2. Исследовалась и оценивалась степень влияния метеорологических и других факторов на лесные пожары.

3. Исследовалась достоверность определяемой пожарной опасности по нескольким методам, проводилась их оценка с целью разработки уравнения

прогноза пожарной опасности.

РОС.

НАЦИОНАЛЬНА»

библиотека

4. Проводился анализ распределения климатических величин по территории с целью поиска природных причин, способствующих возникновению лесных пожаров.

5. Оценивалось влияние изменения метеорологических величин на пожарную опасность территории.

6. Проводилось районирование климатической предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров.

Методы исследования и фактический материал

В настоящей работе материалами для исследования послужили данные о лесных пожарах в Томской области со спутников серии NOAA за 1998-2002 гг., предоставленные Федеральным государственным учреждением «Томское управление сельскими лесами» и Главным управлением по делам ГОЧС Томской области. Метеорологические данные предоставлены ЗападноСибирским межрегиональным территориальным управлением по гидрометеорологической службе и мониторингу окружающей среды.

Оценка влияния метеорологических факторов проводилась с использованием комплексных метеорологических показателей, разработанных и применяемых как в России, так и за рубежом. Районирование территории выполнено на основании распределения полученных погодно-климатических характеристик и фактической горимости территории. В качестве основных методов использовались методы физико-статистического анализа данных.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые дана оценка влияния засушливости территории на пожароопасный период в Томской области.

2. Впервые дана оценка максимально возможной вероятности возникновения лесных пожаров от грозовой активности в Томской области, а также проведена оценка значения антропогенного фактора как причины возникновения лесных пожаров.

3. Впервые проведено районирование территории Томской области по климатической предрасположенности к возникновению лесных пожаров.

4. Впервые проанализирована эффективность прогнозирования пожарной опасности в Томской области с использованием нескольких комплексных метеорологических показателей пожарной опасности. Предложенный в работе новый метод прогноза пожарной опасности позволяет, с достаточной для практики достоверностью, спрогнозировать возможный рост числа пожаров.

Практическая значимость работы. Результаты работы используются на территории Томской области и могут быть применены для территорий других регионов при планировании мероприятий по предупреждению возникновения лесных пожаров, оперативному прогнозированию пожарной опасности с целью маневрирования и правильного размещения сил и средств пожаротушения. Результаты подходят для планирования сроков проведения

отдельных сельскохозяйственных работ, таких, как отжиг стерни и соломы на полях в весенний и осенний периоды. Кроме этого, результаты могут применяться в дальнейшей работе по изучению проблемы возникновения и распространения лесных пожаров. Отдельные разделы работы могут использоваться в теоретических и практических курсах «Региональная климатология» и «Экология».

На защиту выносятся следующие защищаемые положения:

1. Причины возникновения лесных пожаров в Томской области в большей степени обусловлены антропогенными, а не природными факторами, такими, как грозовая активность.

2. Локализация числа очагов лесных пожаров по территории Томской области является следствием особенностей распределения основных погодно-климатических характеристик.

3. Метод, основанный на комплексном учете метеорологических факторов, позволяет с достаточной для практики достоверностью спрогнозировать пожарную опасность территории.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на научных форумах различного уровня: научно-практической конференции «Проблемы

гляциогидрометеорологии Сибири и сопредельных территорий» (2002); VII и VIII Международных симпозиумах студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (2003, 2004); научной конференции «Проблемы геологии и географии Сибири» (2003); Всероссийской молодежной школе-семинаре «Проблемы устойчивого развития в географической науке и образовании» (2004); Европейском семинаре по проблемам лесного хозяйства, (Национальный офис лесного хозяйства г. Нанси, Франция (2003)). Результаты исследования автора по теме диссертации опубликованы в 6 печатных работах, и еще 2 находятся в печати. -

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Объем диссертации составляет 129 страниц, включая 38 рисунков, 14 таблиц, 6 приложений. Список литературы насчитывает 144 наименования, из них 10 на иностранных языках.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы и проведенного исследования. Определены цели и задачи диссертационной работы, изложены основные результаты, обозначен вклад автора в исследования по данной теме, отражена научная новизна работы и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе отражено современное состояние и степень изученности по проблеме возникновения лесных пожаров. Обозначены основные метеорологические характеристики, влияющие на пожарную опасность, на основе исследований различных авторов. Рассмотрены перспективы применения спутниковой информации с целью охраны лесов от пожаров.

Во второй главе приводится описание материалов основных методов исследования и физико-географическая характеристика рассматриваемой территории.

Третья глава посвящена исследованию связи лесных пожаров с метеорологическими элементами с целью разработки метода прогнозирования пожарной опасности на территории Томской области. Рассматриваются грозовая активность и вероятность возникновения лесных пожаров от различных факторов на исследуемой территории. Проведена оценка влияния изменений метеорологических величин на возникновение лесных пожаров и перспективы применения искусственно вызываемых осадков с целью тушения лесных пожаров в Томской области.

В четвертой главе проводится районирование территории Томской области по степени погодно-климатической предрасположенности к лесным пожарам. Районирование территории проведено на основании хода климатических характеристик, комплексных метеорологических показателей пожарной опасности и фактической горимости территории.

В заключении подведены итоги исследований, сформулированы основные выводы.

Основные результаты исследования

1. Причины возникновения лесных пожаров в Томской области в большей степени обусловлены антропогенными, а не природными факторами, такими, как грозовая активность.

Среди причин возникновения лесных пожаров выделяют антропогенные и природные. К антропогенным причинам относят: несоблюдение мер пожарной безопасности при проведении определенных видов работ в непосредственной близости от лесных массивов, будь то лесозаготовительные работы, добыча полезных ископаемых, сельскохозяйственные работы и т. д.

Природные причины возникновения лесных пожаров связывают, как правило, с грозой, которая может являться источником воспламенения лесной растительности. Статистические данные о возникновении лесных пожаров от гроз в Томской области неоднозначны и сильно различаются в зависимости от источников формирования базы данных. По данным различных источников в Томской области около 35-50% среднего многолетнего числа лесных пожаров вызвано грозами (Экологическое движение... 2001; Л.В. Столярчук и др., 1989).

По мнению многих авторов (В.А. Иванов, 1985; Л.В. Столярчук, А.Н. Захаров 1989; НА. Корпунов, П.М. Матвеев, 2001), при выявлении связности

гроз и количества лесных пожаров важно учитывать атмосферные осадки, так как вероятность возникновения лесных пожаров от гроз, сопровождаемых осадками менее 2 мм, значительно выше по сравнению с другими случаями.

С целью оценки вклада грозовой деятельности в возникновение лесных пожаров в Томской области были сопоставлены даты с грозой и даты возникновения лесных пожаров. В качестве критерия для анализа соответствия принималось, что все лесные пожары, зафиксированные в день с грозой или днем позднее, были вызваны этой грозой. В табл. 1 приведены результаты сопоставления пожаров и гроз.

Таблица 1

Максимально возможная средняя многолетняя повторяемость числа лесных пожаров от гроз в Томской области за 1998-2002 гг.

Станция

Среднегодовое кол-во лесных пожаров

из них от гроз, в % от общего кол-ва

всего без учета осадков с учетом осадков 2мм

Бакчар 15 12,0 10,7

Батурине 36,4 6.6 4,9

Белый Яр 25 12.0 2,0

Кожевниково 70,6 5,1 4,1

Парабель 10.6 22,6 20,8

Первомайское 40,2 14,0 10,9

Пудино 14,2 17,0 16,1

Степановка 13 9.2 6,2

Тегульдет 6 6.7 4,7

Томск 42,4 5.2 5,2

Томская область 273.4 11.0 8.5

Анализ полученных результатов показывает, что без учета атмосферных осадков максимально возможная вероятность лесных пожаров от гроз равна 11%. С учетом осадков максимально возможная вероятность лесных пожаров от гроз равна 8,5% в среднем для Томской области. Такая низкая вероятность возникновения пожаров от грозовой активности говорит о том, что главным фактором возникновения лесных пожаров является антропогенный фактор.

Результаты расчетов представлены в виде карты-схемы на рис. 1. Как видно из рис. 1, распределение вероятности возникновения лесных пожаров от гроз по территории Томской области носит неравномерный характер. Самые высокие значения отмечены на ст. Парабель (20,8%), самые низкие -на ст. Белый Яр (2%). В целом вероятность возникновения лесных пожаров от гроз выше в северо-западной части Томской области по сравнению с юго-восточной частью.

Рис. 1. Максимально возможная вероятность возникновения лесных пожаров от гроз в Томской области, %

Представляет интерес исследовать статистические характеристики и динамику изменения грозовой активности за рассматриваемый период и предыдущие годы. Для этого были дополнительно использованы данные о грозовой активности, приведенные в работе В.П. Горбатенко и др. за период с 1966 по 1995 г. В табл. 2 отражены статистические характеристики грозовой активности на территории Томской области.

Таблица2

Среднемноголетние характеристики грозовой активности в Томской области

Период

Метеостанция 1966-1995 гг.* 1995-2002 гг.

Число дней с Продолжи- Число дней Продолжи-

грозой тельность, ч с грозой тельность, ч

Бакчар 26 50 21 30,2

Батурино 21 40 17 33,0

Белый Яр 18 25 3 3,0

Кожевниково 23 50 20 25,0

Парабель 19 31 20 36,8

Первомайское 24 39 18 35,6

Пудино 22 43 18 43,8

Степановка 22 43 20 40,4

Тегульдет 20 37 13 24,6

Томск 22 34 17 23,0

В среднем по Томской области 22 42 17 29,5

* По данным, приведенным сотрудниками НИИ высоких напряжений Томского политехнического университета (В.П. Горбатенко и др., 2001).

Анализ данных показал, что на территории Томской области за период с 1995 по 2002 гг. наблюдалось 17 дней с грозой в среднем за год, средняя суммарная продолжительность гроз составила 29,5 ч. Максимальное число дней с грозой составило 21 и было отмечено на юге Томской области (станция Бакчар), минимальное - 3 дня, в восточной части области (станция Белый Яр). Максимальная средняя суммарная продолжительность гроз составила 43,8 ч (станция Пудино), минимальная -3ч (станция Белый Яр). Среднее многолетнее число дней с грозой и средняя суммарная продолжительность гроз за 1995-2002 гг. для станций Томской области представлены в табл. 2.

Анализ характеристик грозовой активности указывает на то, что отмечается уменьшение как числа дней с грозой, так и суммарной продолжительности гроз в рассматриваемый период по сравнению с 19661995 гг.; это свидетельствует о наличии спада грозовой активности почти на всей территории Томской области.

В исследованных данных было отмечено увеличение числа дней с грозой (станция Парабель) и суммарной продолжительности гроз (станции Парабель и Пудино), поэтому можно предположить, что на северо-западе Томской области отмечается некоторый рост грозовой активности. Однако для подтверждения данного предположения необходимо изучение более широкого ряда данных о грозах, охватывающего большее количество метеорологических станций.

Для выявления антропогенной составляющей причин возникновения лесных пожаров были привлечены данные о численности населения по административным районам Томской области (Демографический ежегодник... 2002), которые представлены в табл. 3.

Таблица 3

Численность населения Томской области по административным районам

Административный район Площадь района, 2 тыс. км Население, тыс. чел. Плотность, чел./ км2

Александровский 30,2 11,5 0,4

Асиновский 5,8 43,0 7,5

Бакчарский 24,7 15,6 0,7

Верхнекетский 43,3 20,5 0,5

Зырянский 4,0 16,6 4,3

Каргасокский 86,9 26,0 0,3

Кожевниковский 3,9 24,0 6,2

Колпашевский 17,1 46,5 2,7

Кривошеинский 4,4 17,0 3,9

Молчановский 6,4 16,9 2,5

Парабельский 36,7 13,9 0,4

Первомайский 15,6 22,3 1,5

Тегульдетский 12,3 8,5 1,5

Чаинский 7,2 15,2 2,2

Томский 10,6 84,0 8,3

Шегарский 5,1 22,4 4,5

Для проведения исследования был использован метод регрессионного анализа. В результате его проведения для всего ряда данных о лесных пожарах обнаруженная связь количества очагов лесных пожаров с численностью населения по административным районам оказалась незначительной (R = 0,16), хотя и статистически значимой. Более представительной (R = 0,48), оказалась корреляционная связь плотности населения и количества очагов лесных пожаров в Томской области. Судя по величине коэффициента корреляции, можно сказать, что плотность распределения населения по территории Томской области вносит ощутимый вклад в причины возникновения лесных пожаров.

На основании проведенных расчетов было построено уравнение связи количества лесных пожаров с плотностью населения, которое имеет вид

Y = 1,323 + 0,189 -X , (1)

где Y - количество лесных пожаров в день в течение пожароопасного периода; Х- плотность населения, чел. /км2.

Полученное уравнение может использоваться для предварительной оценки антропогенной составляющей пожароопасности территории. Приведенное уравнение учитывает лишь один из антропогенных факторов появления открытого огня на территории лесного фонда. Привлекая в уравнение дополнительные члены путем анализа других факторов, способных спровоцировать возникновение лесных пожаров, например площади обрабатываемых сельскохозяйственных угодий, количества объектов нефтегазового комплекса, площади лесных рубок и объема добываемой древесины, можно добиться улучшения его описательных свойств.

2. Локализация числа очагов лесных пожаров по территории Томской области является следствием особенностей распределения основных погодно-климатических характеристик.

Грозовая активность является не единственным природным фактором, способствующим возникновению лесных пожаров; огромное влияния на их возникновение оказывает определенное сочетание метеорологических параметров, таких как температура и влажность воздуха, осадки и т.д. (М.В. Гриценко, 1952; В.В. Франк, 1964; Н.П. Курбатский, 1966; Э.Н. Валендик, 1985; В.П. Кобец и др., 2001; Л.И. Сверлова и др., 1985; Т.В. Костырина, 1981).

Климатические характеристики и лесные пожары в зарубежной литературе связывают индексом FFI (forest fire index) (International forest... 1999). Вычисление индекса лесных пожаров (FFI) базируется на значениях температуры воздуха и условиях выпадения осадков в течение вегетационного периода. Вычисление производят по формуле

£ Г.,-

т- I«

где — 1, если ежедневный максимум температуры воздуха > 25 °С, = 0 - во всех других случаях; Р - суточное количество осадков за вегетационный период; Уь - дата начала вегетационного периода; Ус -дата окончания вегетационного периода.

При проведении климатического районирования помимо БН в работе учитывались особенности территориального распределения в пожароопасный период среднемноголетних значений метеорологических характеристик,таких как:

^Ъвд - суточная минимальная влажность воздуха,

Оос - суммы количества осадков за вегетационный период,

КПО - значения коэффициента пожарной опасности Нестерова,

КВБ1 - значения индекса засушливости Кетча-Бирама,

Тв 25°С - суммы температур воздуха более 25 °С,

БН - значения индекса лесных пожаров.

Помимо этого, для оценки состояния подстилающей поверхности были привлечены данные о распределении влажности почв в Томской области (Почвенная карта... 1987), а именно: удельного веса переувлажненности почв в общей площади административного района (Ж почвы).

На рис. 2, 3 и 4 представлено среднегодовое распределение значений климатических характеристик на территории Томской области за вегетационный период 1998-2002 гг.

На основании распределения исследованных метеорологических величин территория Томской области делится на два больших района, которые условно можно обозначить как «северо-западный» и «центрально-восточный». Третий район выделяется на основании распределения, из всех исследованных нами климатических характеристик, по сумме максимальных температур воздуха выше 25 °С и индексу лесных пожаров БН за вегетационный период, который условно можно обозначить как «южный».

б

Рис. 2. Среднее многолетнее распределение значений климатических характеристик на территории Томской области за вегетационный период: а - суточная минимальная влажность воздуха; б - сумма суточного количества осадков.

Рис. 3. Среднее многолетнее распределение значений климатических характеристик на территории Томской области за вегетационный период: а - коэффициент пожарной опасности Нестерова; б - индекс засушливости Кетча-Бирама.

Рис. 4. Среднее многолетнее распределение значений климатических характеристик на территории Томской области за вегетационный период: а - сумма суточной температуры воздуха Т> 25 °С;

б - индекс лесных пожаров FFI.

Особенность территориального распределения очагов лесных пожаров можно объяснить, привлекая, помимо исследованных в работе климатических факторов, данные о распределении переувлажненности почв в Томской области (Почвенная карта... 1987), представленные на рис. 5.

В более 75

Рис. 5. Распределение удельного веса переувлажненности почв в общей площади административного района (%) и среднего многолетнего количества очагов лесных пожаров (%) в

Томской области

Из анализа рис. 5 следует, что районы с минимальным переувлажнением почвы, наиболее подвержены пожарам. Почвы выделенных нами ранее «северо-западного» и «центрально-восточного» районов более переувлажнены по сравнению с «южным» районом, а значит, имеют меньшею предрасположенность к лесным пожарам. В табл. 4 представлено распределение климатических показателей в выделенных районах.

Таблица 4

Распределение климатических показателей в Томской области

Климатическая характеристика Район

северозападный центрально-восточный южный

Wвозд % >50 45-50 46-8

С? осад, ММ >310 260-310 280-300

кпо <1300 1300-1700 1400-1600

КВЭ1 <1782 1782-1785 >1783

Т 25°С 1000-1200 1000-1300 >1300

БН 0,1-0,14 0,12-0,16 >0,16

Wпочвы,% >75 25-75 10-25

Для сопоставления выделенных мезоклиматических районов с фактической горимостью территории произведен расчет относительного числа пожаров в пересчете на 100 тыс. га. Для этой цели территория Томской

области была разделена сеткой, площадь каждой ячейки которой равнялась 100 тыс. га. Подсчет среднего многолетнего количества лесных пожаров производился для каждой ячейки, после чего проводилась оценка степени горимости. Результаты оценки среднего многолетнего распределения фактической горимости территории Томской области представлены на рис. 6.

средняя (2,1-5.11) ДД высокая(1М-20,0)

Рис. 6. Распределение фактической горимости территории Томской области

Как видно из рис. 6, выделенный нами ранее «южный» мезоклиматический район характеризуется высокой и выше средней степенью горимости (5,1-20,0 пожаров/100 тыс. га), «центрально-восточный» район характеризуется средней и ниже средней степенью горимости (0,5-5,0 пожаров/100 тыс. га), «северо-западный» район охарактеризован низкой степенью горимости (менее 0,5-5,0 пожаров/100 тыс. га).

Совместный анализ классификаций климатических показателей и фактической горимости позволил провести ранжирование мезоклиматических районов по степени климатической предрасположенности к возникновению лесных пожаров, представленное в табл. 5.

Таблица 5

Ранжирование мезоклиматических районов по степени климатической предрасположенности к возникновению лесных пожаров

Мезоклиматический район Степень предрасположенности

Северо-западный низкая

Центрально-восточный умеренная

Южный высокая

На рис. 7 представлено, в виде карты-схемы, районирование территории Томской области по степени погодно-климатической предрасположенности к возникновению лесных пожаров на основании хода климатических характеристик, комплексных метеорологических показателей пожарной опасности территории и фактической горимости территории.

Рис. 7. Районирование территории Томской области по погодно-климатической предрасположенности к возникновению лесных пожаров

При проведении районирования не учитывалось климатическое распределение скоростей ветра, ввиду того, что Томская область характеризуется невысокой амплитудой годового хода и среднегодовой скоростью ветра. По данным (Кадастр возможностей... 2002), амплитуда годового хода варьирует в пределах 0,9-2,0 м/с, среднегодовые скорости изменяются от 2,1 до 4,2 м/с. За рассматриваемые нами в диссертации пожароопасные периоды значения скорости ветра более 10 м/с, значительно повышающие пожарную опасность, наблюдались в среднем 2-5 дней. Все это указывает на слабое влияние скорости ветра на пожарную опасность в Томской области.

3. Метод, основанный на комплексном учете метеорологических факторов, позволит с достаточной для практики достоверностью спрогнозировать пожарную опасность территории.

Для определения угрозы возникновения лесного пожара был введен термин - пожароопасность, выражаемый его вероятностью (Н.П. Курбатский, 1964).

Различаются следующие виды пожарной опасности:

- природная, обусловленная естественными особенностями леса;

- обусловленная условиями погоды;

- антропогенная.

Существует несколько показателей для определения пожарной опасности в лесах на основе метеорологических условий, связывающих горимость лесов и метеорологические параметры.

На практике, в службе лесного хозяйства Российской Федерации, с 1968 г. производят расчет пожарной опасности по гидротермическому коэффициенту КПО (Сборник нормативных актов... 1995). Он разработан В.Г. Нестеровым в 1949 г. и дополнен Н.П. Курбатским в 1963 г. (Пожароопасность в лесу... 1963) и представляет собой кумулятивную сумму произведения температуры воздуха на разность температур воздуха и точки росы, вычисляемый по формуле

где КПО - коэффициент пожарной опасности за каждый день, с нарастающим итогом; п - количество дней без осадков или с осадками менее 2,5 мм; t -температура воздуха за срок, ближайший к 13 ч местного времени; т -температура точки росы за тот же срок.

КПО - величина безразмерная, по его численному значению определяется (по общероссийской шкале) класс пожарной опасности территории, в зависимости от которого регламентируется работа лесопожарных служб.

На основании анализа полученных результатов расчета КПО было установлено, что общероссийская шкала КПО не учитывает особенности пожароопасного сезона в Томской области. В этой связи нами была разработана местная шкала пожароопасности для лесов Томской области по комплексному показателю В.Г. Нестерова, с учетом предложений Н.П. Курбатского (Пожароопасность в лесу... 1963). На время с I классом пожарной опасности должно приходиться до 5%, со II - не более 15-20, с III -35—40, с IV - 40-45% всех пожаров за пожароопасный период. В основу деления пожароопасного сезона на весенний и летний было положено наличие между ними небольшого перерыва в возникновении лесных пожаров. Местная шкала пожарной опасности для территории Томской области приведена в табл. 6.

Таблица 6

Местная шкала пожарной опасности КПО для Томской области.

Период Класс пожарной опасности

I малая II средняя III высокая IV экстремальная

Весенний 0-800 801-2300 2301-3500 более 3500

Летний 0-1100 1101-1600 1601-3100 более 3100

За рубежом для определения степени пожарной опасности используется другая методика на базе Объединенного управления лесными пожарами в Калимантане (Индонезия) с успехом применяется в течение последних лет индекс засухи Кетча-Бирама (KBDI - Keetch Byram Drought Index) (International forest... 2000).

Расчет этого индекса основан на свойстве почвы удерживать влагу, иными словами на полевой влагоемкости. Полевая влагоемкость, увеличенная в 10 раз, дает верхний предел оценки степени пожарной опасности по KBDI. Для Восточного Калимантана полевая влагоемкость составляет в среднем 200 мм, поэтому пожарная опасность оценивается в пределах от 0 до 2000 условных единиц. Ноль - точка минимальной, а 2000 ед. - максимальной пожарной опасности. Главным преимуществом KBDI перед другими показателями пожарной опасности является то, что для его вычисления необходимо лишь иметь данные о суточном количестве атмосферных осадков.

Полевая влагоемкость с учетом характера почв в Томской области (Почвенная карта... 1987) в среднем равна 170-190 мм продуктивной влаги в метровом слое почвы (A.M. Шульгин, 1978). Следовательно, верхний предел KDBI можно принять равным 1800 ед., а индекс засухи Кетча-Бирама вычисляется по формуле

KBDI = -10R +1800, (4)

где R - суточное количество атмосферных осадков.

По численному значению KDBI, так же как и при определении пожарной опасности методом КПО, определяют класс пожарной опасности. В отличие от тропиков, для которых изначально рассчитывался KBDI, в Томской области максимальное суточное количество выпадающих атмосферных осадков не превышает 20 мм. Этот аспект делает невозможным применение для Томской области принятых за рубежом градаций в классификации пожарной опасности по KBDI. Для репрезентативности исследуемых методов при разработке местной шкалы пожароопасности были применены те же требования, что и в методе разработки местных шкал пожароопасности по КПО. На основании анализа результатов нами разработана местная шкала пожароопасности по KBDI, представленная в табл. 7.

Таблица 7

Шкала пожарной опасности по индексу засухи Кетча-Бирама для Томской области

Числовая шкала Характеристика пожарной опасности

0-1771 I низкая

1772-1794 II умеренная

1795-1799 Ш высокая

1800 IV экстремальная

Сравнение степени пожарной опасности, полученной по КПО и КББ1, дает возможность увидеть как достоинства, так и недостатки обоих методов. На рис. 8 представлено распределение (в %), случаев появления классов пожарной опасности за 1998-2002 гг., рассчитанное по обоим индексам.

Рис. 8. Количество случаев выпадения классов пожарной опасности, определяемых по КПО и КББ! в Томской области за 1998-2002 гг.

Представленные диаграммы демонстрируют нам, что при определении пожарной опасности по КББ1 число случаев с IV классом пожарной опасности выше, а с I классом меньше, чем в случае прогноза по КПО. При использовании метода КББ1 (при выпадении осадков до 4 мм) происходит незначительное падение значения индекса, зачастую оставаясь в одном и том же классе пожарной опасности. В случае определения пожароопасности по КПО Нестерова (при выпадении осадков более 2,5 мм) значение индекса падает до нуля, это и обусловливает большее, по отношению к КББ1, число случаев с низкой пожарной опасностью. К недостаткам определения пожарной опасности по КПО относится тот факт, что атмосферными осадками может быть охвачена лишь часть территории и существует риск недооценить реальную пожарную опасность. Вместе с тем неоправданно высокое число случаев с экстремальной пожарной опасностью может повлечь неоправданные затраты на мероприятия по предотвращению возникновения лесных пожаров.

К достоинству обоих методов можно отнести относительную простоту расчетов, не требующих больших финансовых вложений и густой сети метеорологических станций, что делает удобным использование обоих методов в целях определения пожарной опасности в Томской области.

Огромный ущерб, наносимый пожарами, требует разработки прогностических методов для своевременного предотвращения возникновения пожаров. Для целей прогнозирования были апробированы указанные методики. С использованием методов регрессионного анализа были проанализированы временные ряды коэффициентов, а именно: КПО, КББ1 и очагов лесных пожаров с целью разработки прогностического уравнения пожарной опасности. Прогностическая достоверность полученных

результатов оказалась невысокой: для КПО Я = 0,32, а для KBDI Я = 0,22; прогноз пожарной опасности по таким уравнениям оказался недостоверным.

С целью улучшения прогноза нами была разработана комплексная методика прогнозирования пожарной опасности. Для этого данные были исследованы методами множественного регрессионного анализа с использованием в качестве основных предикторов показателей КПО и KBDI.

В результате анализа было получено следующее уравнение для прогноза пожарной опасности:

Y = 0,0005 KПO+0,009*KBDI-16 , (5)

где У - прогнозируемая пожарная опасность, (суточная заблаговременность); КПО - коэффициент пожарной опасности Нестерова, KBDI - индекс засухи Кетча-Бирама.

Прогностическая значимость данного комплексного метода составила значительно большую величину: коэффициент корреляции составлял Я = 0,45-0,56 (в зависимости от выборки) и в данном случае оказался существенно выше, чем в случае прогноза по методикам КПО и KBDI в отдельности.

По полученному уравнению были рассчитаны прогнозируемые значения У и построены графики совместно со значениями реально наблюдаемых пожаров, представленные на рис. 9.

Рис. 9. Прогнозируемые значения Y и фактическое количество лесных пожаров в Томской области: 1 - лесные пожары; 2 - значения У; 3 - граница минимальной пожарной опасности.

Метод позволяет утверждать, что когда значения У больше двух единиц, прогнозируется высокая пожароопасность. При У, меньшем или равном нулю, пожарная опасность минимальна.

КПО, входящий в полученное комплексное уравнение прогноза пожарной опасности, рассчитывается исходя из формулы (3) как кумулятивная сумма произведения температуры воздуха на разность температур воздуха и точки росы. Это, в свою очередь, может затруднить прогноз пожароопасности по приведенному выше уравнению, так как для расчета КПО необходимо знать его предыдущее значение. Поэтому в дальнейшем в качестве предикторов регрессионного уравнения были взяты суточные значения атмосферных осадков, температуры и влажности воздуха.

В результате проведенного регрессионного анализа было получено уравнение для прогноза пожарной опасности, которое можно представить в виде

Г = 2,87+ 0,07-Г-0,06-^ + 0,08-е,

(6)

где V - прогнозируемая пожарная опасность (суточная заблаговременность); Г -максимальная температура воздуха, С; Ж - минимальная влажность воздуха, %; 2 - суточное количество атмосферных осадков, мм.

Для приведенного уравнения был получен значимый коэффициент корреляции Я = 0,42. С помощью полученного уравнения были рассчитаны прогнозируемые значения У и построены графики совместно со значениями реально наблюдаемых пожаров, отображенные на рис. 10.

Рис. 10. Прогнозируемые значения V и фактическое количество лесных пожаров в Томской области: 1 - лесные пожары; 2 - значения У; 3 - граница минимальной пожарной опасности.

Таким образом, в полученную прогностическую формулу входят ежедневные значения метеорологических величин. Для прогноза пожарной опасности по этой формуле не требуется предварительно рассчитывать коэффициенты пожароопасности, а также знать их предыдущие значения, что существенно упрощает саму методику прогноза.

Используя в расчетах ' кратко- и среднесрочные прогнозы метеорологических параметров можно по приведенной методике спрогнозировать пожарную опасность на срок до 11 дней. Прогноз возможного роста числа лесных пожаров позволит своевременно подготовить силы и средства для их предупреждения и ликвидации.

Основные выводы

1. Распределение вероятности возникновения лесных пожаров от гроз в Томской области говорит о том, что в юго-восточной части Томской области причины возникновения лесных пожаров связаны с антропогенными факторами (работа механизмов в лесу, наличие крупных населенных пунктов и др.), а не с природным фактором - грозой. В северо-западной части Томской области вероятность возникновения лесных пожаров от гроз выше, однако и там грозы не являются основным источником лесных пожаров.

2. Анализ связи количества очагов лесных пожаров и плотности населения Томской области показал, что они находятся в корреляционной связи - (Я = 0,48). Наличие высокой зависимости между плотностью населения и числом пожаров подтверждает определяющее значение антропогенного фактора как основной причины возникновения лесных пожаров.

3. Проведено районирование климатической предрасположенности территории Томской области к возникновению лесных пожаров. Выявлено, что локализация числа очагов лесных пожаров по территории Томской области является следствием особенностей распределения основных климатических характеристик (включая переувлажненность почв) и комплексных метеорологических показателей пожарной опасности территории.

4. Обозначенная методика проведения районирования климатической предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров может применяться и на территории других областей всего Западно-Сибирского региона.

5. Предложенный в работе новый метод прогноза пожарной опасности на основе комплексного учета коэффициентов КПО и КББ1 позволит с достаточной для практики достоверностью, спрогнозировать возможный рост числа пожаров.

6. Использование в качестве основных параметров для прогноза пожарной опасности ежедневные значения метеорологических величин, таких как атмосферные осадки, температура и влажность воздуха, позволит упростить методику прогноза, не влияя на его качество.

7. Использование в расчетах кратко- и среднесрочных прогнозов метеорологических параметров поможет заблаговременно предсказать рост количества лесных пожаров, что существенно повысит эффективность работы лесопожарных служб.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю - доктору физ.-мат. наук, профессору Г.О. Задде за всестороннее внимание и обсуждение результатов исследований, И.В. Кужевской, Г.Г. Журавлеву, Л.М. Севостьяновой и всему коллективу кафедры метеорологии и климатологии Томского государственного университета за советы и рекомендации, способствовавшие выполнению работы.

Отдельную благодарность автор выражает Т.Н. Горевой за поддержку и понимание в течение всего времени написания диссертации.

Список работ по теме диссертации

1. Горев Г.В. Оценка зависимости возникновения лесных пожаров от грозовой активности в Томской области // Проблемы гляциоклиматологии Сибири и сопредельных территорий: Материалы научн.-практ. конф. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2002. С. 91-92.

2. Горев Г.В., Ильин С.Н. Динамико-стахостическая экстраполяция полей температуры и относительной влажности применительно к оценке возникновения пожароопасной ситуации на заданном мезо-масштабном полигоне // Вестник Томского государственного ун-та. Томск, 2003. С. 166-167.

3. Горев Г.В. Особенность расчета местной шкалы пожароопасности для Томской области по условиям погоды // Пятое Сибирское Совещание по климато-экологическому мониторингу. Материалы совещания. Томск: ИОМ СО РАН, 2003. С. 53-54.

4. Горев Г.В., Задде Г.О., Кужевская И.В. Оценка климатической предрасположенности территории Томской области к возникновению лесных пожаров // Оптика атмосферы и океана. Томск: ИОА СО РАН, 2004. т. 17. №7. С.576-582.

5. Горев Г.В. Влияние изменения климата на лесные пожары // Проблемы географии Урала и сопредельных территорий. Мат. регион, конф. Челябинск, 2004. С. 21-22.

6. Горев Г.В. Оценка засушливости теплого полугодия в Томской области // Проблемы географии Урала и сопредельных территорий. Мат. регион, конф. Челябинск, 2004. С. 22-23.

Подписано в печать 18.08.2004г. Тираж 110 экз. Заказ № 179. Бумага офсетная. Печать RISO. Отпечатано в типографии ООО «РауШ мбХ» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. г. Томск, ул. Усова 7, ком. 052. тел. (3822) 56-44-54

04-15109

РНБ Русский фонд

2005-4 12068

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Горев, Григорий Владимирович

Введение.

1. Современное состояние вопроса.

1.1. Метеорологические факторы, определяющие пожароопасность территории.

1.1.1. Комплексные метеорологические показатели.

1.1.2. Засушливость.

1.1.3. Грозы.

1.2. Перспективы применения спутниковой информации с целью охраны лесов от пожаров.

2. Исходные материалы, методы исследования и физико-географическая характеристика района исследования.

2.1. Характеристика метеорологических данных.

2.2. Характеристика спутниковых данных о лесных пожарах.

2.3. Методы, используемые в статистической обработке данных.

2.4. Физико-географическая и климатическая характеристики Томской области.

3. Связь лесных пожаров с метеорологическими величинами в Томской области, определение и прогнозирование пожарной опасности.

3.1. Спектральный анализ количества и площади лесных пожаров.

3.2. Характеристика пожароопасных периодов.

3.3. Оценка засушливости пожароопасного периода.

3.4. Грозы и лесные пожары в Томской области.

3.4.1. Грозовая активность в Томской области.

3.4.2. Вероятность возникновения лесных пожаров от различных факторов.

3.5. Определение пожарной опасности в Томской области комплексными метеорологическими коэффициентами.

3.5.1. Коэффициент пожарной опасности лесов Нестерова.

3.5.2. Индекс засухи Кетча-Бирама.

3.5.3. Сравнение индексов засухи Кетча-Бирама и КПО

Нестерова и прогноз пожарной опасности.

3.6. Оценка влияния изменений метеорологических величин на возникновение лесных пожаров.

3.7. Оценка и перспективы применения искусственно вызываемых осадков с целью тушения лесных пожаров в Томской области. 84 4. Природное районирование территории.

4.1. Основные принципы районирования.

4.2. Районирование территории Томской области по степени климатической предрасположенности к возникновению лесных пожаров.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка климатической предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров"

Лесные пожары являются одной из серьезнейших проблем российских лесов. Лесные пожары ежегодно наносят громадный ущерб окружающей среде. Помимо прямого, включающего в себя потери древесины и животного мира, а также затраты на восстановление лесов, существует и косвенный ущерб в виде выбросов различных продуктов горения в атмосферу, таких как аэрозоли, парниковые газы, канцерогены.

Проблема лесных пожаров актуальна во всем мире. Так, во Франции насчитывается около 2800 лесных пожаров, а лесная площадь, пройденная огнем, составляет 28 тыс. га в среднем в год [142, 143]. В Германии ежегодно насчитывается порядка 508 лесных пожаров, в Испании ежегодно поражается огнем 218 тыс. га, в Италии - 126 тыс. га, в Греции - 48 тыс. га лесных площадей [143]. В Корее в среднем в год насчитывается 336 лесных пожаров на площади 1,39 млн га [141]. В Монголии число лесных пожаров составляет порядка 250 на лесной площади, пройденной огнем, около 100 тыс. га [132]. В России на активно охраняемой территории лесного фонда ежегодно насчитывается 12-36 тыс. лесных пожаров, охватывающих площадь от 0,5 до 2,1 млн га лесных земель [129, 130, 134]. В Томской области, по данным Главного управления КПР за 1951-2002 гг., в среднем в год фиксируется порядка 380 лесных пожаров, поражающих 22,5 тыс. га лесной площади [126]. Максимальное количество лесных пожаров (1167), было зафиксировано в 1982 г., минимальное (61) в 1986 году.

Как видно из вышесказанного, проблема лесных пожаров остается актуальной для большинства стран мира, независимо от степени экономического развития и географического расположения. Подтверждением тому является состоявшаяся недавно конференция ООН по изменению климата, на которой одним из пунктов мер по сокращению выбросов диоксида углерода было реформирование и улучшение охраны леса, и усовершенствование системы лесного хозяйства. В связи с этим необходимо, используя современные научные методы и решения, добиться максимально эффективной организации мероприятий по предотвращению лесных пожаров. С этой целью необходимо изучить весь спектр обстоятельств, способствующих возникновению лесных пожаров, включающий в себя подробный анализ метеорологических и других природных факторов на заданной территории.

Для определения угрозы возникновения лесного пожара был введен термин - пожароопасность, выражаемый его вероятностью [72].

В вопросе определения степени пожарной опасности одни ученые пошли по пути прогнозирования потенциальной пожарной опасности по изучению влагосодержания слоя основных проводников горения биогеоценоза [21, 44, 49, 52]. Недостаток этой методики состоит в том, что факторы, используемые для прогнозов, являются следствием климатических условий и относятся к, косвенно действующим.

Метеорологические условия оказывают решающее значение на пожарную опасность в лесах и относятся к прямо действующим факторам. В основном влияние погодных условий связывают:

- с метеорологическими условиями, такими как: скорость ветра, температура и влажность воздуха, интенсивность солнечной радиации, осадки, а также их совокупности;

- с уровнем засухи, представляющим баланс факторов увлажнения и высыхания, вычисляемый с начала пожароопасного сезона и предопределяющий пожарную зрелость участков растительности [1,3, 103];

- с грозовой активностью, при ударах молний в землю, являющихся источниками возгорания леса [1, 103,104].

В нашем исследовании мы пошли по пути анализа действительной пожарной обстановки и ее прогноза на будущее, с использованием природно-метеорологических факторов в комплексе. Проведение такого рода исследований уже находило отражение в работах [27, 28, 29, 45, 47, 68, 85, 107, 110] в разное время, однако касалось изучения отдельных метеорологических факторов, и не проводилась оценка их комплексного воздействия. Кроме того, существующее расхождение данных статистики лесных пожаров и материалов учета лесного фонда зачастую не позволяет достоверно оценить причинно-следственную связь природно-метеорологических факторов и лесных пожаров. Использование в настоящей работе современных геоинформационных технологий, базирующихся на спутниковых данных о лесных пожарах, позволило оценить эту связь. Полученные закономерности носят физический характер, что позволяет их применять на территории других областей.

Целью работы являлась оценка предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров по метеорологическим и другим факторам, на примере Томской области, а также разработка эффективного метода прогноза пожарной опасности. Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:

1. Изучались характеристики пожароопасного периода на исследуемой территории.

2. Исследовалась и оценивалась степень влияния метеорологических и других факторов на лесные пожары.

3. Исследовалась достоверность определяемой пожарной опасности по нескольким методам, проводилась их оценка с целью разработки уравнения прогноза пожарной опасности.

4. Проводился анализ распределения климатических величин по территории с целью поиска природных причин, способствующих возникновению лесных пожаров.

5. Оценивалось влияние изменения климатических величин на пожарную опасность территории.

6. Проводилось районирование климатической предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров.

Информационной базой исследования послужили данные о лесных пожарах в Томской области со спутников серии NOAA с 1998 по 2002 года, являющиеся альтернативой традиционному статистическому методу сбора данных о лесных пожарах и выгодно отличающихся от него ввиду оперативного ежедневного космического мониторинга лесных насаждений. Также в работе использовались среднесуточные данные 11 метеорологических станций Томской области.

Научная новизна результатов заключается в следующем:

- Впервые дана оценка влияния засушливости территории на пожароопасный период в Томской области.

- Впервые дана оценка максимально возможной вероятности возникновения лесных пожаров от грозовой активности в Томской области, а также проведена оценка значение антропогенного фактора как причины возникновения лесных пожаров.

- Впервые проведено районирование территории Томской области по пожарной опасности на основе климатических факторов.

- Впервые проанализирована эффективность прогнозирования пожарной опасности в Томской области с использованием нескольких комплексных метеорологических показателей пожарной опасности. Предложенный в работе новый метод прогноза пожарной опасности позволяет, с достаточной для практики достоверностью, спрогнозировать возможный рост числа пожаров.

На защиту выносятся следующие защищаемые положения:

- Причины возникновения лесных пожаров в Томской области в большей степени обусловлены антропогенными, а не природными факторами, такими как грозовая активность.

- Локализация числа очагов лесных пожаров по территории Томской области является следствием особенностей распределения основных погодно-климатических характеристик.

- Метод, основанный на комплексном учете метеорологических факторов, позволяет, с достаточной для практики достоверностью, спрогнозировать пожарную опасность территории.

Практическая значимость работы. Результаты работы используются на территории Томской области и могут быть использованы для территорий других регионов, при планировании мероприятий по предупреждению возникновения лесных пожаров, оперативному прогнозированию пожарной опасности с целью маневрирования и правильного размещения сил и средств пожаротушения. Результаты подходят для планирования сроков проведения отдельных сельскохозяйственных работ, таких как отжиг стерни и соломы на полях в весенний и осенний периоды. Кроме этого, результаты могут быть использованы в дальнейшей работе по изучению проблемы возникновения и распространения лесных пожаров. Отдельные разделы работы могут быть использованы в теоретических и практических курсах «Региональная климатология» и «Экология».

Результаты работы докладывались на научных форумах различного уровня: Научно-практической конференции «Проблемы гляциогидрометеорологии Сибири и сопредельных территорий» (2002); VII и VIII Международных симпозиумах студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (2003, 2004); Научной конференции «Проблемы геологии и географии Сибири» (2003); Всероссийской молодежной школе-семинаре «проблемы устойчивого развития в географической науке и образовании» (2004); Европейском семинаре по проблемам лесного хозяйства. Национальный офис лесного хозяйства г. Нанси, Франция (2003). Результаты исследования автора по теме диссертации опубликованы в 6 печатных работах, и еще 2 работы находятся в печати.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и ряда приложений. Объем диссертации составляет 129 страниц, включая 38 рисунков, 14 таблиц, 6 приложений. Список литературы насчитывает 144 наименования, из них 10 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Горев, Григорий Владимирович

Заключение

В результате проведенного исследования, с целью проведения районирования пожароопасности территории Томской области по комплексу метеорологических величин и почвенным характеристикам, были получены следующие основные выводы:

1. Распределение вероятности возникновения лесных пожаров от гроз в Томской области говорит о том, что в юго-восточной части Томской области возникновение лесных пожаров связано с антропогенными факторами (работа механизмов в лесу, наличие крупных населенных пунктов и др.), а не с природным фактором - грозой. В северо-западной части Томской области вероятность возникновения лесных пожаров от гроз выше, однако и там грозы не являются основным источником лесных пожаров. Отмечается наличие общего спада грозовой активности почти по всей территории Томской области.

2. Анализ связи количества очагов лесных пожаров и плотности населения Томской области показал, что величины находятся в корреляционной связи R = 0,48. Наличие высокой зависимости между плотностью населения и числом пожаров подтверждает определяющее значение антропогенного фактора как основной причины возникновения лесных пожаров.

3. Получено районирование климатической предрасположенности территории Томской области к возникновению лесных пожаров. Выявлено, что локализация числа очагов лесных пожаров по территории Томской области является следствием особенностей распределения основных климатических характеристик и комплексных метеорологических показателей пожарной опасности территории. Обозначенная методика проведения районирования климатической предрасположенности территории к возникновению лесных пожаров может применяться и на территории других областей всего Западно-Сибирского региона.

4. Предложенные в работе новый метод прогноза пожарной опасности на основе комплексного учета коэффициентов КПО Нестерова и KBDI и на основе настоящих ежедневных значений метеорологических величин позволяет, с достаточной для практики достоверностью, спрогнозировать возможный рост числа пожаров. Использование в расчетах кратко- и среднесрочных прогнозов метеорологических параметров поможет заблаговременно предсказать рост количества лесных пожаров, что существенно повысит эффективность работы лесопожарных служб.

Подводя общий итог проведенному исследованию, следует отметить, что решение проблемы возникновения и распространения лесных пожаров неоднозначно и носит весьма сложный характер ввиду влияния многообразия факторов, не вошедших в рассмотрение настоящей работы. Однако все же необходимо отметить, что метеорологические характеристики являются определяющими факторами, способствующими возникновению лесных пожаров, чему еще раз свидетельствует настоящая работа.

В дальнейшем, используя более длиннорядные данные о лесных пожарах с космических спутников, необходимо продолжить работу по получению и совершенствованию формулы прогнозируемой пожарной опасности путем включения в нее наиболее значимых компонент с целью увеличения точности и сроков заблаговременности прогноза лесных пожаров.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Горев, Григорий Владимирович, Томск

1. Алехина Н.М., Дульзон А.А., Потапкин В.И. Доля наземных разрядов в грозах при различных синоптических условиях // Тр. Зап.- Сиб. РНИГМИ, 1978. Вып. 36. С. 89-94.

2. Арцыбашев Е.С. Лесные пожары и борьба с ними. М.: Лесная промышленность, 1974.152 с.

3. Арцыбашев Е.С. Тушение лесных пожаров искусственно вызванными осадками // Лесное хозяйство. М.: Лесная промышленность, 1970. №5. С. 7376.

4. Афонин С.В., Белов В.В. Система космомониторинга лесных пожаров на территории Томской области // Оптика атмосферы и океана. 2001. № 8. Т.14. С. 692-696.

5. Афонин С.В., Белов В.В. Эффективность применения спутниковых технологий для оперативного мониторинга лесных пожаров в Томской области // Исследование Земли из космоса. 2002. №1. С. 42-50.

6. Багров Н.А. Засуха и ее определение // Метеорология и гидрология. 1992. №9. С. 67-73.

7. Багров Н.А. К вопросу о частоте засух // Метеорология и гидрология. 1986. №12. С. 43-48.

8. Барашкова Н.К. О повторяемости атмосферных засух в Томской области // Вопросы географии Сибири. Томск, 1997. Вып. 22. С. 95-99.

9. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974.464 с.

10. Брукс К., Карузерс Н. Применение статистических методов в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1963.168 с.

11. Ваганов Е.А., Арбатская М.К., Шашкин А.В. История климата и частота пожаров в центральной части Красноярского края // Сиб. экол. Журнал. 1996. Т.З. №1. С. 19-27.

12. Валендик Э.Н. Проникновение и трансформация ветра в сосняках // Возникновение лесных пожаров. М: Наука, 1964 С. 61-81.

13. Валендик Э.Н. Синоптические ситуации, определяющие возникновение крупных лесных пожаров // Лесные пожары и их последствия. Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1985. С. 5-12.

14. Валендик Э.Н. Шкалы пожарной опасности для лесов Красноярского края и Тувинской АССР // Лесные пожары и борьба с ними. М.: Наука, 1963. С. 31-57.

15. Валендик Э.Н., Бычков В.Л., Кисиляхов Е.К., Верховец С.В. Лесные пожары в припоселковых борах // Лесное хозяйство. М. 2002. №1. С. 46-48.

16. Валендик Э.Н., Иванова Г.А. Пожарные режимы в лесах Сибири и Дальнего Востока// Лесоведение. М.: Наука, 2001. №4. С. 69-76.

17. Валендик Э.Н., Иванова Г.А. Экстремальные пожароопасные сезоны в бореальных лесах Средней Сибири // Лесоведение. 1996. №4. С. 12-19.

18. Валендик Э.Н., Кисиляхов Е.К., Верховец С.В. Пожарная опасность на вырубках в темнохвойных лесах Красноярского края // Лесное хозяйство М. 2003. №3. С. 36-38.

19. Вапник Т.В. О статистических закономерностях формирования засух //Метеорология и гидрология. 1989. №1. С. 103-104.

20. Волокитина А.В. Пожарное созревание заболоченных лесов юга западной Сибири // Лесные пожары и их последствия. Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1985. С. 64-100.

21. География Томской области / Под ред. А.А. Земцова. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1991. 138 с.

22. Главацкий Г.Д. Горимость лесов Красноярского края // Профилактика и тушение лесных пожаров. Красноярск: ВНИИПОМ, 1998. С. 38-45.

23. Голованов А.Н., Лобода ЕЛ. Определение предельных условий зажигания лесных горючих материалов // Лесные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия. Томск, Иркутск: Изд-во Том. ун-та, 2001. С. 33-35.

24. Горбатенко В.П. Решетько М.В. Ершова Т.В. Влияние естественных и антропогенных факторов на грозовую активность // Обской вестник. 2001. № 1.С. 40-46.

25. Горев Г.В. Особенность расчета местной шкалы пожароопасности для Томской области по условиям погоды // Пятое Сибирское Совещание по климато-экологическому мониторингу. Материалы совещания. Томск: ИОМ СО РАН, 2003. С. 53-54.

26. Горев Г.В. Оценка зависимости возникновения лесных пожаров от грозовой активности в Томской области // Проблемы гляциоклиматологии Сибири и сопредельных территорий. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. С. 9192.

27. Горовая Е.Н., Коровин Г.Н. Имитационная модель лесного пожара // Экономико-математическое моделирование лесохозяйственных мероприятий. Л.: ЛНИИЛХ, 1980. С. 31-42.

28. Гриценко М.В., Гаврилова В.М. Возникновение лесных пожаров в связи с условиями погоды // Лесное хозяйство. М.: Лесная промышленность, 1952. №4. С.64-65.

29. Гришин A.M. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука, 1992.402 с.

30. Гришин A.M. Прогноз и моделирование лесных пожаров // Лесные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия. Томск, Иркутск: Изд-во Том. ун-та, 2001. С. 35-46.

31. Гулинова Н.В. Методы агроклиматической обработки наблюдений. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 150 с.

32. Гусев В.Г., Коленов Е.В. Оценка параметров конвективной колонки, возникающей при пятнистых загораниях от верхового пожара // Лесные пожары и борьба с ними. Л.: ЛенНИИЛХ. 1986. С. 54-66.

33. Демографический ежегодник Томской области / Под ред. Касинский С.В. Томск: Томскоблкомстат. 2002.116 с.

34. Довгалюк Ю.А., Оренбургская Е.В. Искусственно вызываемые осадки тушат лесные пожары. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦ Д, 1984. 5 с.

35. Додж М. Эффективная работа с Excel 7.0 для Windows. СПб.: Питер, 1996. 1040 с.

36. Дорошенко С.Г., Бондарев Д.А. Мониторинг лесных пожаров по данным космической съемки // Дистанционное зондирование земных покровов и атмосферы аэрокосмическими средствами, Красноярск. 2001. С. 221-225.

37. Доррер Г.А. Математические модели динамики лесных пожаров. М.: Лесная промышленность, 1979. 163 с.

38. Доррер Г.А., Якимов С.П. Определение пожарной опасности в лесу методами дистанционного зондирования // Лесной журнал. 2000. №3. С. 7175.

39. Дроздов О.А. Засуха и динамика увлажнения. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 96 с.

40. Евдокименко М.Д. Пожароопасность высотно-поясных комплексов растительности в бассейне озера Байкал // Лесные пожары и их последствия. Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1985. С. 46-55.

41. Захаров А.Н., Столярчук А.В. Пожары от гроз в лесах Тюменской области // Лесное хозяйство. М.: Лесная промышленность, 1977. №7. С. 74— 75.

42. Золокрылин А.Н., Коняев К.В., Титкова Т.Б. Зависимость между аномалиями индекса вегетации и месячных сумм осадков в зоне умеренного и недостаточного увлажнения // Исследование Земли из космоса. 2000. №6. С. 74-78.

43. Иванов В.А. Грозы и лесные пожары. // Лесные пожары и их последствие. М.: ИлиД СО АН СССР, 1985. С. 38-46.

44. Иванов В.А., Корпунов Н.А., Матвеев П.М. Вероятность возникновения лесных пожаров от гроз в Приангарье. // Лесные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия. Томск, Иркутск: Изд-во Том. ун-та, 2001. С. 93-94.

45. Иванова Г.А. Сезонная динамика напочвенных горючих материалов в сосняках разнотравно-брусничных // Лесные пожары и их последствия. Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1985. С. 101-110.

46. Иванова Г.А. Экстремальные пожароопасные сезоны в лесах Эвенкии // Сиб. экол. журнал. Т.З. №1. 1996. С. 29-34.

47. Изменение климата // Комплект информационных карточек по изменению климата. М.: ЮНЕП РКИКООН, 2003. С. 4-27.

48. Исаков Р.В. Расчет тепловых условий развития низовых пожаров в верховых сосняках // Лесные пожары и их последствия. Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1985. С. 13-21.

49. Кадастр возможностей / A.M. Данченко, Г.О. Задце, А.А. Земцов, В.А. Земцов и др. Томск: Изд-во НТЛ, 2002. 280 с.

50. Камышева В.А., Столярчук Л.В. Условия возникновения низовых пожаров от гроз. Тр. ГГО. 1984. Вып. 474. С. 120-126.

51. Катков В.Л. Моделирование лесного низового пожара и ветрового переноса примесей // Инженерная экология. 2003. №1 С. 35-47.

52. Кендалл М., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. М.: Наука, 1973. Т.2. 900 с.

53. Климат Томска / Под ред. С.Д. Кошинского, Л.И. Трифоновой, Ц.А. Швер. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 171 с.

54. Кобец В.П., Филиппов А.Х., Аушенко Н.А. Метеорологические факторы динамики лесных пожаров в Братско-усть-Илимском регионе // Лесные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия. Иркутск: Томский Ун-т, 2001. С. 108-110.

55. Коптев Ю.Н. Дистанционное зондирование Земли // Радиотехника. 1995. №10. С. 83-90.

56. Коровин Г.Н., Андреев Н.А. Авиационная охрана лесов. М.: Наука, 1988. 233 с.

57. Коровин Г.Н., Зукерт Н.В. Влияние климатических изменений на лесные пожары в России // Климатические изменения: взгляд из России. М.: Наука, 2001.416 с.

58. Костырина T.B. Связь крупных лесных пожаров с синоптическими процессами в атмосфере // География и природные ресурсы, М.: Наука, 1981 №3. С. 40-46.

59. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли. Основы и методы дистанционных исследований в геологии. М.: Мир, 1988. 349 с.

60. Курбатский Н.П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов // Вопросы лесной пирологии. Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1970. С. 5-59.

61. Курбатский Н.П. Методические указания для разработки местных шкал пожарной опасности в лесах. JL: Наука, 1954. 33 с.

62. Курбатский Н.П. Некоторые закономерности возникновения, распространения и развития пожаров в тайге // Лесное хозяйство и промышленное потребление древесины в СССР. М.: Наука, 1966. С. 192-199.

63. Курбатский Н.П. О механизме возникновения лесных пожаров от гроз // Лесоведение. М.: Наука, 1976. №3. С. 95-98.

64. Курбатский Н.П. Пожароопасность в лесу и ее измерение по местным шакалам // Лесные пожары и борьба с ними. М.: ЛенНИИЛХ, 1963. С. 5-30.

65. Курбатский Н.П. Природные и хозяйственные факторы повышений пожарной опасности // Проблемы лесной пирологии. Красноярск.: ИлиД СО АН СССР, 1975. С. 9-18.

66. Курбатский Н.П. Причины изменения интенсивности лесных пожаров в течение суток // Лесное хозяйство. М.: Лесная промышленность, 1960. №4. С. 31-33.

67. Курбатский Н.П. Проблема лесных пожаров // Возникновение лесных пожаров. М. Наука, 1964. С. 5-52.

68. Курбатский Н.П. Шкалы пожарной опасности для лесов Средней Сибири и Забайкалья // Лесные пожары и борьба с ними. М.: Наука, 1963. С.108-113.

69. Лесные пожары в Якутии и их влияние на природу леса / Под ред. И.П. Щербакова. Новосибирск: Наука, 1979. 220 с.

70. Моисеев Б.Н. Расчеты возможной реакции лесов России на глобальное изменение климата // Лесное хозяйство. М. 2002. №4. С. 5-8.

71. Моисеенко А.Е. Современное состояние и перспективы использования средств дистанционного зондирования Земли из космоса в целях изучения природных ресурсов и экологии. М.: Обзор, 1994. 75 с.

72. Мокеев Г.А. Пожароопасность пояса и времена наиболее сильного развития лесных пожаров // Лесное хозяйство. М.: Лесная промышленность, 1961. №8. С. 53-56.

73. Мокеев Г.А. Принципы лесопожарного районирования областей, краев, АССР // Работы по лесному хозяйству. М.: Наука, 1962. Вып.5. С. 294303.

74. Молчанов В.П. Определение запасов горючих материалов в пологе сосновых насаждений // Современные вопросы охраны лесов от пожаров и борьбы с ними. М.: Наука, 1965. С.108-117.

75. Научно-прикладной справочник по климату СССР. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. Серия 3: Многолетние данные. Вып. 20. 717 с.

76. Нестеров В.Г. Горимость леса и методы ее определения. М.: Наука, 1949.76 с.

77. Никитина Е.А. Вероятность возникновения лесных пожаров при различном характере барического поля. Тр. ЦИП, 1963. Вып. 124. С. 40-47.

78. Овсянников И.В. Определение пожарной опасности насаждений при проектировании противопожарных мероприятий // Лесное хозяйство. М.: Лесная промышленность, 1966. №8. С. 62-66.

79. Ожогин И.М. Связь между влажностью воздуха и лесными пожарами //Лесное хозяйство. М.: Лесная промышленность, 1939. №8. С. 20-24.

80. Орлова В.В. Климат СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. Вып. 4. 320 с.

81. Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. М.: Мир, 1982.430 с.

82. Оценка площадей крупных лесных пожаров по данным AVHRR/NOAA / Абушенко Н.А., Алтынцев Д.А., Мазуров А.А., Минько Н.П. // Исследование Земли из космоса. 2000. №2. С. 87-93.

83. Пановский Г.А., Брайер Г.В. Статистические методы в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 243 с.

84. Параманов Е.Г., Ишутин Я.Н. Крупные лесные пожары в Алтайском крае. Барнаул, 1999.194 с.

85. Порядок проведения работ по искусственному вызыванию осадков из конвективных облаков при борьбе с лесными пожарами с борта легкомоторных воздушных судов / Под ред. Л.И. Верес. СПб: Гидрометеоиздат, 1996. 24 с.

86. Природно-ресурсное районирование Томской области / Дюкарев А.Г., Львов Ю.А., Пологова Н.Н., Лапшина Е.А., Березин А.В, Льготин В.А., Мульдияров Е.Я. // Природокомплекс Томской области. Томск: Изд-во Гос. Университета, 1995. С. 3-10.

87. Региональный мониторинг атмосферы. Природно-климатические изменения / Под ред. М.В. Кабанова. Томск: Институт оптического мониторинга СО РАН, 2000. 270 с.

88. Регистрация и анализ электромагнитных сигналов, генерируемых молниями / Раков В.А., Запрягаев В.А., Шойванов Ю.О., Есипенко Р.Ф. // Прием и анализ сверхнизкочастотных колебаний естественного происхождения. Воронеж: ВПИ, 1987. С. 54-56.

89. Реконструкция климатических условий и хронология пожаров в горных лесах юга Средней Сибири / Валендик Э.Н., Грейбил Д.А., Иванова Г.А., Шиятов С.Г. // Лесоведение. 1993. №3. С. 34-40.

90. Ромасько В.Ю., Кашкин В.Б., Сухинин А.И. Послепожарная инвентаризация лесных территорий по спутниковым данным // Исследование Земли из космоса. 1998. №6. С. 99-103.

91. Сборник нормативных актов по пожарной безопасности в лесах Российской Федерации. М.: Всероссийский НИИЦ по лесным ресурсам, 1995. 85 с.

92. Сверлова Л.И., Костырина Т.В. Засуха и лесные пожары на Дальнем Востоке. Хабаровск: Хабаровское кн. изд-во, 1985. С. 43-55.

93. Сводный проект организации и развития лесного хозяйства Томского управления лесами // Зап.-Сиб. государственное лесоустроительное предприятие / Томская аэрофотоустроительная экспедиция. 1992. 366 с.

94. Седунов Ю.С. Основные направления развития и использования оперативных космических систем наблюдения для гидрометеорологического обследования и мониторинга окружающей среды // Метеорология и гидрология. 1995. №4. С. 7-21.

95. Ситнов М.В. О связи между горимостью лесов и факторами гидрологического состояния воздуха // Тр. по лесному опытному делу. Свердловск: Наука, 1930. С. 53-56.

96. Скребушевский Б.С., Аксенов О.Ю., Зубков И.А. Космическая экология: раннее обнаружение лесных пожаров (с высокоорбитальных отечественных космических аппаратов) // Инженерная экология. 2001. №3. С. 11-19.

97. Софронов М.А. Лесопожарные показатели засухи // Лесные пожары и их последствия. Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1985. С. 55-63.

98. Софронов М.А., Волокитина А.В. Пирологическое районирование в таежной зоне. Новосибирск: Наука, 1990. 205 с.

99. Справочник по климату СССР. Вып. 20. ч.5. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 342 с.

100. Статистический ежегодник 1992-2001 гг. / Под ред. Касинский С.В. Томск: Томскоблкомстат, 2002. 272 с.

101. Столярчук JI.В. Атмосферная неустойчивость и опасность возникновения лесных пожаров // Лесные пожары и борьба с ними. Л.: ЛенНИИЛХ, 1986. С. 12-18.

102. Столярчук Л.В. Конвективная облачность и пожарные максимумы в Иркутской области // Лесное хозяйство. М.: Лесная промышленность, 1973. №12. С. 67-69.

103. Столярчук Л.В. Прогноз и оценка грозовой пожарной опасности в лесу. Л.: Лесная промышленность, 1982. 26 с.

104. Столярчук Л.В., Раков В.А., Белая А.Ю. Грозы вызывающие лесные пожары // Лесные пожары и борьба с ними. Л.: Лесная промышленность, 1989. С. 18-24.

105. Сухунин А.И. Вероятность обнаружения лесных пожаров дистанционными методами // Лесные пожары и борьба с ними. Красноярск: ВНИИПОМ-лесхоз, 1994. С. 56-69.

106. Сухунин А.И. Региональный космический мониторинг лесных пожаров в Восточной Сибири // Лесоведение. 2001. №5. С. 24-31.

107. Счетчик молний СМ-6 / Раков В.А., Шойванов Ю.О., Женихов Э.Ф., Кравченко А.Я. // Приборы и техника эксперимента. 1986. №3. 239 с.

108. Томская область: Почвенная карта 1:1000000 / Отв. ред. Г.В. Романова. Томск: РОСЗЕМПРОЕКТ. Зап-Сиб. институт по землеустройству, Томский ф-л., 1987. 1 л.

109. Утешев А.С. Атмосферные засухи и их влияние на природные явления. Алм-Ата: Наука, 1972.174 с.

110. Франк В.В. Лесные пожары и состояние атмосферы // Возникновение лесных пожаров. М.: Наука, 1964. С.83-102.

111. Харин Н.Г. Применение спутниковой информации NOAA/AVHRR для изучения фенологии лесов России // Лесоведение. 2003. №2. С. 10—17.

112. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Государственное изд-во технико-теоретической литературы, 1957.238 с.

113. Хромов С.П. Метеорология и климатология для географических факультетов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 455 с.

114. Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 568 с.

115. Цветков П.А. Определение пожарной опасности в лесах Сибири. Лесное хоз-во. М.: Лесная промышленность, 2001. №2. С. 44-45.

116. Цветков П.А., Иванов В.В. Захламление вырубок после применения агрегатной лесозаготовительной техники // Лесные пожары и их последствия Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1985. С. 124-132.

117. Что можно увидеть в небе? / Колчинский И.Г., Орлов М.Я., Прох Л.З., Пугач А.Ф. Киев: Наукова думка, 1982. 190 с.

118. Шульгин A.M. Агрометеорология и агроклиматология. Л.: Гидрометиздат, 1978. 200 с.

119. Экологическое движение инструмент правового регулирования использования лесных ресурсов Томской области: Материалы круглого стола. Томск: ОГУ Облкомприрода, 2001. 30 с.

120. Buchholz G., Weidemann D. The Use of simple Fire Danger Rating Systems as a Tool for Early Warning in Forestry //International forest fire news. FAO, 2000. №23. P. 33-36.

121. Davidenko E.P. Forest fire problems in 1999 in Russian Federation // International forest fire news. 2001. №24. P. 63-66.

122. Fire situation in Russia // International forest fire news. 2001. №24. P. 41-48.

123. Fire, climate change, carbon and fuel management in the Canadian boreal forest / Amiro B.D., Stocks B.J., Alexander M.E., Flannigan M.D., Wotton B.M. // International Journal Wildland Fire. 2001. № 3-4. T.10. C. 405-413.

124. Forest Fire in Northern Mongolian Mountain I I International forest fire news. 2002. №27. P. 92-95.

125. Lim Joo-Hoon Fire situation in Republic of Korea // International forest fire news. 2002. №26. P. 61-65.

126. Une evolution favorable // Feux de foret. Ministere de rinterieur. 19951996. №11132. P. 7-11.

127. Une situation feux de foret // Feux de foret. Ministere de rinterieur, 1995-1996. №11132. P. 16-20.

128. Wierzchowski J., Heathcott M., Flannigan M. D. Lightning and lightning fire, central cordillera, Canada // International Journal Wildland Fire. 2002. № 1, T.ll. C. 41-51.

129. Пространственное распределение очагов лесных пожаров по территории1. Томской области-2002 ■ -2001 • 2000 * 1999 А - 1998

130. Рис. П. 1.1. Пространственное распределение очагов лесных пожаров в Томской области в период 1998-2002 гг. по данным спутникового зондирования системы NOAA

131. Рис. П. 2.1. Количество лесных пожаров, показаний КПО Нестерова и атмосферных осадков по Томской области за пожароопасный период 1998 г.8000,00 тт 120-■ 1000,00 +-- 80-- 60-- 40-- 208.