Методы моделирования динамики распространение природных пожаров и подходы по их интеграции с данными спутникового мониторинга

Природный пожар представляет собой сложное природное явление, динамика которого определяется рядом физических и химических процессов (горение, пиролиз, адвекция, излучение), происходящих в неоднородной среде, и находящихся во взаимно обратной связи с движением воздушных потоков в атмосфере. Ежегодно природные пожары проходят миллионы гектар территории России, представляя серьезную угрозу лесным и другим типам наземных экосистем, объектам инфраструктуры, населенным пунктам. Для оценки угрозы природного пожара и минимизации ущерба от него необходимо осуществлять наблюдения его динамики и иметь возможность прогнозировать его развитие. В лекции будут рассмотрены основные направления в развитии методов моделирования динамики пожара и подходы по интеграции в модели данных спутниковых мониторинга.
Методы моделирования распространения огня позволяет имитировать развитие пожара и прогнозировать его динамику в целях оценки степени угрозы и решения задач управления силами и средствами тушения. На данный момент существует большое количество моделей развития пожара, различающихся по области применения и по лежащим в их основе принципам (физико-химические, имитационные, математические). Но возможности использования моделей ограничены наличием оперативных данных о положении фронта пожара и условиях горения. Данные спутникового мониторинга позволяют получать такую информацию регулярно, оперативно и в масштабах всей России. Данные ДЗЗ используются при моделировании развития пожаров в качестве источника входных данных, например о рельефе и горючих материалах, для определения начального положения фронта пожара, в задачах параметризации моделей и оценки их точности.
В последнее время активно развиваются методы ассимиляции данных ДЗЗ в модели развития пожара. Ассимиляции данных предполагает совместное использование информации фактических наблюдений и модельных оценок с учетом их погрешностей для определения наиболее вероятной реальной динамики процесса. Применительно к природным пожарам данный подход позволяет уточнить оценку положения фронта горения и улучшить прогноз дальнейшей динамики распространения огня.
Также моделирование природных пожаров широко применяется в моделях земной системы. Упрощенные модели распространения природных пожаров и модели возникновения возгораний используются для оценки их влияния на наземные экосистемы и содержание парниковых газов в атмосфере в контексте глобального изменения климата. Полученные по данным ДЗЗ многолетние архивы пройденных огнем площадей используются для оценки адекватности данного класса моделей и их настройки.

Ссылка на видеотрансляцию доклада - https://youtu.be/_YY7jctSCJ0