Изменчивость пространственно-временных распределений природных пожаров и эмиссий вредных примесей на территории России по данным космического мониторинга

Природные пожары – это стихийные бедствия, угрожающие населению, лесному фонду и инфраструктуре. Они являются одним из основных источников эмиссий углеродсодержащих газовых примесей и аэрозолей в атмосферу (Бондур и др., 2009; Швиденко и др., 2011; Lappalainen, H. K. et al., 2016), оказывающих влияние на изменение климата (Бондур, 2015; Бондур, Гинзбург, 2016). Поэтому, важно получение достоверной оперативной информации, позволяющей предупреждать возникновение природных пожаров, оценивать их последствия и планировать мероприятия по тушению и восстановлению поврежденных территорий.
Для решения этой задачи наиболее перспективным является использование методов и средств дистанционного зондирования, а также применение эффективных методов обработки больших потоков космической информации (Бондур и др., 2009, Бондур, 2015, Бондур, Гинзбург, 2016, Савин , Бондур, 2000; Бондур, Гордо, Кладов, 2016; Бондур, Гордо, 2018; Bondur V.G., Gordo, 2017).
В данной работе исследования проводились по следующей методике (Бондур, 2011; Бондур, 2015; Бондур, Гордо, Кладов, 2016, Бондур, Гордо, 2018):
- обзорные изображения ИК и видимого диапазонов спектра электромагнитных волн со спутников TERRA, AQUA оперативно принимались на наземные станции, а также собирались из долговременных архивов;
- выявлялись очаги природных пожаров и рассчитывались их площади на исследуемой территории путём регистрации из космоса радиационной температуры в спектральном диапазоне 3.5…3.7 мкм и разности радиационных температур в этом канале и в спектральном канале ~11.0 мкм;
- анализировались данные об аномалиях температуры и осадков за исследуемый период времени;
- рассчитывались объемы эмиссий СО, СО2 и аэрозолей PM2.5 с использованием данных о площадях пожаров, а также информации о типах растительности, плотности биомассы и их свойствах на выгоревших территориях.
В настоящей работе приводятся результаты космического мониторинга изменчивости пространственно-временных распределений природных пожаров и вызываемых ими объемов эмиссий углеродсодержащих газовых примесей и аэрозолей на территории Российской Федерации в период с апреля по октябрь 2005-2019 гг.
На основании результатов космического мониторинга установлены закономерности пространственных и сезонных распределений числа возгораний природных пожаров и объёмов, вызываемых ими эмиссий вредных примесей в атмосферу.
Установлено, что в период с 2001 по 2019 гг. на территории Российской Федерации за год выгорало от 122.5 до 365.5 тыс. км2 растительного покрова. Аномально большое число очагов возгораний обнаружено на территории Российской Федерации в 2002, 2003, 2006, 2008 и 2012гг., где удельная плотность очагов пожаров, их относительные площади и относительные объёмы эмиссий возросли в несколько раз по сравнению с 2013 и 2017 гг.
Анализ динамики распределений по годам площадей природных пожаров, а также среднесезонные аномалии температуры и осадков с 2005 по 2019 г. для территории России подтвердил в целом зависимость площадей, пройденных огнём, от погодных условий.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности методов, технологий и средств дистанционного зондирования для обнаружения таких стихийных бедствий, как природные пожары и оценки их влияния на растительный покров.
Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России (уникальный идентификатор проекта RFMEFI58317X0061).