Двадцать третья международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
XXIII.F.52
Сопоставление полученных по спутниковым данным оценок выбросов от лесных пожаров с данными о типе лесной растительности
Мазурина С.М. (1,2), Кобец Д.А. (1), Лозин Д.В. (1), Матвеев А. М. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) МГУ имени М.В. Ломоносова, факультет космических исследований
Актуальная задача расчета суммарных выбросов пирогенных веществ от лесных пожаров в масштабе континентов не может быть решена без использования спутниковых данных ДЗЗ. На сегодняшний день существуют два основных подхода к оценке выбросов по спутниковым данным, которым соответствуют модели GFED (Global Fire Emissions Database) и GFAS (Global Fire Assimilation System). В модели GFED рассчитывается масса сухого сожженного вещества через площадь сгоревших территорий, запас биомассы на единицу площади и долю сгоревшей биомассы. Модель GFAS, основанная на данных о радиационной мощности огня (FRP), позволяет проводить оценки выбросов без использования данных характеристик биомассы, что упрощает ее использование. С другой стороны, её точность критически зависит от коэффициентов пересчёта β, связывающих энергию пожара с массой сгоревшей биомассы и варьирующихся для разных типов растительности [1, 2].
Глобальная карта типов растительности, применяемая в стандартной реализации GFAS [3], имеет недостаточное представление основных типов лесной растительности, что может приводить к систематическим ошибкам в расчётах. В рамках настоящей работы рассматривается применение детализированной карты типов растительности ля территории России, разработанной в ИКИ РАН [4], для уточнения коэффициентов β в модели GFAS. Для того, чтобы оценить новые значения коэффициентов β, была реализована методика сопоставления данных моделей GFED и GFAS с картой растительности ИКИ РАН на основе пространственного анализа в СУБД PostgreSQL с использованием расширения PostGIS. Методика включала пересечение пространственных слоёв, определение преобладающего типа растительности для каждой области пожара и статистический анализ.
Анализ полученных результатов для тестового региона (Дальний Восток, июль 2020 года) показывает, что рассчитанные значения коэффициентов β для различных лесных классов (хвойный, лиственный, смешанный лес) варьируются в широком диапазоне от 0.9 до 20.69 кг/МДж, что существенно отличается от глобальных усреднённых значений. Такое расхождение демонстрирует необходимость учёта региональных особенностей растительного покрова для повышения достоверности модельных оценок.
Проведенное исследование подтверждает возможность и целесообразность адаптации модели GFAS для территории России. В дальнейшей работе планируется расширение анализа на всю территорию страны и использования более широкого временного ряда для получения устойчивых оценок.
Ключевые слова: лесные пожары, уточнение коэффициентов выбросов, модель GFAS, модель GFED, коэффициенты пересчёта β, карта растительности, спутниковый мониторинг, оценка сгоревшей биомассы, сопоставление спутниковых данных.
Литература:
- Kaiser J.W., Heil A., Andreae M.O., Benedetti A., Chubarova N., Jones L., Morcrette J.J., Razinger M., Schultz M.G., Suttle M., van der Werf G.R. Biomass burning emissions estimated with a global fire assimilation system based on observed fire radiative power // Biogeosciences. — 2012. — Vol. 9. — P. 527-554. — DOI: 10.5194/bg-9-527-2012.
- Van der Werf G.R., Randerson J.T., Giglio L., van Leeuwen T.T., Chen Y., Rogers B.M., Mu M., van Marle M.J.E., Morton D.C., Collatz G.J., Yokelson R.J., Kasibhatla P.S. Global fire emissions estimates during 1997–2016 // Earth System Science Data. — 2017. — Vol. 9. — DOI: 10.5194/essd-9-XX-2017.
- Sulla-Menashe, D., Friedl, M. A. User guide to collection 6 MODIS land cover (MCD12Q1 and MCD12C1) product // NASA. — 2018. — URL: https://modis.ornl.gov/documentation/guides/MCD12_User_Guide_V6.pdf.
- Барталев С.А., Егоров В.А., Ершов Д.В., Исаев А.С., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Уваров И.А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2011. - Т. 8, № 4. - С. 285-302.
Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов