Главная

Исследовательские группы

Научно-практический журнал
Хвойные бореальной зоны
(в перечне ВАК)

Число ежегодно возникающих лесных пожаров и охватываемая ими площадь в значительной степени определяется природно-климатическими условиями на территории лесного фонда России. Прогнозируемые глобальные изменения климата могут привести к изменениям числа и площади лесных пожаров, степени их воздействия на лесные экосистемы [2, 4]. Получены приближенные оценки последствий такого влияния для лесов России и Канады [2, 9-12]. Климатические изменения  воспроизводятся с помощью численных моделей общей циркуляции атмосферы (МОЦА) [1, 7], а влияние климатических изменений на комплекс основных характеристик пожароопасного сезона исследуется методами регрессионного анализа [2]. В силу инерционности лесных экосистем, изменение возрастной и породной структуры древостоев не может осуществляться в таком же темпе, как климатические изменения [2].
Проведенный Г.Н. Коровиным и Н.В. Зукертом [2] анализ статистических наблюдений за 1958-2001 гг. показал наличие тесных корреляционных связей между средней температурой вегетационного периода, среднегодовым значением класса пожарной опасности (КПО), продолжительностью пожароопасного периода и комплексным метеорологическим показателем В.Г. Нестерова [2, 8], который характеризует уровень риска возникновения лесного пожара. Показана линейная зависимость среднегодового значения КПО от средней температуры вегетационного периода. Отмечается, что повышение температуры вегетационного периода на 1°С сопровождается ростом среднего класса пожарной опасности на 0.165 (D = 0,165?DT, где D - изменение среднего значения КПО, DT – изменение температуры вегетативного периода).
В [5] предложена имитационная модель для генерирования сценариев пожароопасных периодов на основании ретроспективных данных о суточном изменении КПО, времени и координат возникновения лесных пожаров. Модель включает шесть имитационных подмоделей. Расчета выполняются в следующей последовательности:
- По модели «определение КПО на каждый день пожароопасного периода (ПП)» имитируется динамика суточного значения КПО, определяется дата начала, окончания и продолжительность ПП. Изменение КПО на каждый день пожароопасного периода, рассматривается как марковский процесс, с матрицей переходов, зависящей от КПО текущего и предыдущего дня пожароопасного периода.
- Генерируется суточное число пожаров на каждый день ПП, как случайная величина, имеющее распределение, зависящее от суточного уровня КПО и порядкового номера дня ПП.
- Генерируются координаты возникновения каждого лесного пожара, как случайные величины, имеющие распределение, зависящие от порядкового номера дня ПП.
Имитационная модель генерирования числа пожаров в зависимости от текущего уровня КПО и периода пожароопасного сезона, а также модель определения координат и времени суток возникновения лесных пожаров рассматривается как разновидность Бутстреп-метода [3, 5].
По ретроспективным данным о лесных пожарах на территории Богучанского района Красноярского края (59° с.ш.) за 1992 – 2003 гг получены параметры рассмотренных выше моделей. На рисунке 1 представлены функции распределения среднего значения КПО исходного и смещенного набора реализаций пожароопасного периода при увеличении температуры вегетационного периода на 1 °С. Исходная функция распределения получена по результатам 100000 вычислительных экспериментов [6].

Рисунок 1 - Функции распределения среднего значения КПО исходного (F(x)) и смещенного (F1(x)) набора имитаций, обусловленного изменением температуры вегетативного периода на 1°С Из полученной выборки случайным образом выбран набор из 2000 имитаций, среднее значение КПО которого соответствует повышению температуры (потеплению) вегетационного периода на 1°С.

В результате эксперимента выявлены характерные изменения в распределении дней пожароопасного периода по уровням КПО и распределение среднего числа пожаров по месяцам. На рисунках 2 - 4 представлены вероятности возникновения суточных значений КПО по месяцам, а на рисунке 5 - средние значения числа пожаров для исходного состояния и состояния, соответствующего условиям повышения температуры вегетативного периода на 1°С.
Расчеты показали, что при увеличении температуры вегетационного периода на 1°С показатель напряженности пожароопасного сезона увеличится на 11% (с 0,55 до 0.6), среднегодовое число пожаров возрастет на 11% (с 95 до 105), общая площадь пройденная огнем увеличится на 17%. Полученные результаты сравнимы с результатами корреляционного анализа Коровина Н.В. и Зукерта Г.Н. [2] по анализу влияния климатических изменений на лесные пожары в России для соответствующей географической широты.

Рисунок 2 - Вероятности суточного уровня КПО = 3 по месяцам пожароопасного периода

Рисунок 3 - Вероятности суточного уровня КПО = 4 по месяцам пожароопасного периода

Рисунок 4 - Вероятности суточного уровня КПО = 5 по месяцам пожароопасного периода

Рисунок 5 - Среднее число пожаров по месяцам пожароопасного периода

На рисунке 6 представлена частота распределения лесных пожаров на территории Богучанского района в настоящее время (рисунок 6а) и в условиях увеличения температуры вегетационного периода (потепления) на 1°С (рисунок 6б). Усилению интенсивности серого цвета соответствует увеличение частоты возникновения лесных пожаров. Расчеты показывают, что при потеплении лесные пожары захватывают большую территорию и становятся более частыми.

 

 

 

а) настоящее время

	б) условия изменения температуры вегетационного периода на 1°С

Рисунок 6 - Интенсивность возникновения лесных пожаров в августе на территории Богучанского района Красноярского края

Библиографический список

• Будыко М.И. Климат конца двадцатого века //Метеорология и гидрология, №10, 1998 - С. 5-23.
• Коровин Г.Н., Зукерт Н.В. Влияние климатических изменений на лесные пожары в России, www.rusru.ru/kycto/articles/art_climate_forest.htm, 2002
• Орлов А.И. Эконометрика. – М.: Экзамен, 2002. – 576 с.
• Павлов И.Н. Глобальные изменения среды обитания древесных растений. – Красноярск: СибГТУ, 2003. – 156 с.
• Ушанов С.В. Имитационная модель возникновения лесных пожаров / Ушанов С. В., Главацкий Г.Д., Груманс В.М. // Эколого-экономические проблемы восточно-сибирского региона, Вып. 1, 2001 - С. 142-157.
• Ушанов С.В. Моделирование изменения основных характеристик пожароопасного сезона в условиях изменения средней температуры вегетационного периода на примере Богучанского района Красноярского края /Ушанов С.В., Фадеенков О.В. //Вестник КрасГАУ, 2006, № 14, с. 104-110
• Хромов С.Л. Метеорология и климатология / Хромов С.Л., Петросянц М.А. – М.: МГУ, 2004. – 582 с.
• Червонный М.Г. Охрана лесов. М.: Лес. пром., 1981. – 320 с.
• Flannigan M.D., Van Wagner C.E. Climate change and  wildfire in Canada // Can. J. For. Res., 1991, pp.  21,66-72.
• Kirilenko A.P., Belotelov N.V., Bogatyrev B.G. Global model of vegetation migration: incorporation of climatic variability // Ecological modelling, 132 (1-2), pp.125-134.
• Rizzo B., Wiken E. Assessing the sensitivity of Canada’s ecosystem to climate change // Climatic Change, 21, 1992, pp. 37-55
• Torn M.S., Fried J.S. Predicting the impact of global warming on wildland fire // Climatic Change, 21, 1992, pp. 257-27