Определение оптимальных дистанционных показателей температурных аномалий для выявления торфяных пожаров

Торфяные (подземные) пожары отличаются от других природных пожаров (поверхностных) длительностью, выбросом опасных для человека продуктов горения, потерей углерода и другими воздействиями на окружающую среду. В связи с этим их идентификация является важной задачей, особенно с учетом того, что не все пожары, происходящие на торфяных болотах и осушенных торфяниках, заглубляются в почву, становясь подземными торфяными. Из-за трудной проходимости наземными методами сложно идентифицировать гари от торфяных пожаров.
На примере катастрофических пожаров 2010 года в Московской области представлен разрабатывающийся метод детектирования торфяных (подземных) пожаров на основе анализа дистанционных характеристик площадей разных типов пожара (в рамках границ торфяников и вне их), полученных на основе спутниковых данных спектрорадиометра MODIS низкого пространственного разрешения 1 км о тепловых аномалиях. Для подтверждения факта возгорания торфа на пройденных огнем площадях использовались наземные исследования 2017 года.
Проведенные исследования показали, что характеристики пожаров, такие как минимальные, максимальные и средние значения радиационной мощности (FRP – Fire Radiative Power) и температуры, общая площадь пожара, занятая до пожара лесом площадь, а также длительность горения, могут использоваться для отнесения пожара к подземным или поверхностным.
Отдельные параметры можно использовать для идентификации, руководствуясь пороговыми значениями. Пороговые значения можно оценивать с помощью функции, показывающей вероятность того, что показатель окажется более некоторого конкретного значения. Если значение показателя выходит за пороговое значение, можно с уверенностью сказать, что пожар является торфяным. Была определена достаточно неплохая возможность идентифицировать торфяные пожары с применением порогового значения показателя длительности пожара.
В поиске наилучшего разделения двух типов пожаров был разработан оригинальный Индекс торфяного пожара для определения наилучшего сочетания нескольких параметров, включая максимальное значения FRP, среднюю температуру горения, продолжительность горения и площадь возгорания. Предлагаемая модель Индекса торфяного пожара показывает степень уверенности в том, что данный пожар является торфяным. В результате проведенных расчетов был определен порог индекса, позволяющий выявить торфяные пожары с вероятностью 95%.
Анализ долей выявленных пожаров как по количеству, так и по площади, показал, что наиболее эффективным по сравнению с другими показателями оказывается разработанный оригинальный индекс торфяного пожара, позволяющий выявлять с высокой вероятностью не только приоритетные торфяные пожары, но и определять поверхностные.
Корректная идентификация типа пожара возможна при выполнении погодных условий, близких к условиям лета 2010 года. Для других условий требуются дополнительные исследования. В дальнейшем для анализа предполагается использовать более широкий спектр показателей, в том числе климатических. Результаты требуют проверки на примере других территорий, однако весьма убедительно свидетельствуют о возможности использования дистанционных данных для детектирования торфяных пожаров. В качестве конечного результата исследований предполагается получить универсальные пороговые значения некоторых показателей пожарной активности, использование которых позволит обнаруживать торфяные пожары в районах, где расположение торфяников плохо изучено. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект 23-74-00067).