Мониторинг пожарной опасности в лесу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Мониторинг пожарной опасности в лесу

1. Пожароопасные сезоны и их географическая изменчивость

Пожароопасные сезоны и их географическая изменчивость. Под мониторингом пожарной опасности в лесу понимается слежение, наблюдение за характером возникновения и распространения лесных пожаров, их пространственными и временными параметрами.

Пожары в лесу обусловлены особенностями местности. Для них, как и для лесной растительности, характерна географическая зональность. В пределах определенной лесоклиматической зоны вероятность возникновения и развития лесного пожара тесно связана с типом ландшафта, почвенными и гидрологическими условиями местности, характером лесной растительности, ее составом и структурными особенностями.

Географическая изменчивость характеристик лесных пожаров обусловлена:

- климатическими особенностями (сезонность лесных пожаров);

- типом растительности и типом лесорастительных условий (различия в горимости лесов);

- послепожарными изменениями в лесу (пирогенные сукцессии).

В лесах Европы, Северной Азии и Северной Америки пожары происходят в весенне-летний и летне-осенний периоды. Для стран с засушливой и достаточно теплой зимой характерны зимние пожары. Такие пожары часты в Африке, Австралии, Юго-Восточной Азии, в Центральной и Южной Америке.

В северном полушарии лесные пожары в основном возникают в весенне-летний и летне-осенний периоды, когда отсутствует снежный покров и наблюдается снижение влажности в атмосфере.

В приэкваториальных районах влажных тропических лесов, где выпадает до 4000 мм и более осадков в год, сухого периода не бывает пожарная опасность выряжена слабо или вообще не проявляется. При удалении от экватора к тропикам бездождевые периоды проявляются все четче и появляется опасность возникновения пожаров; Так, в Африке в районе Того (0°I2' ceверной широты) при общем годовом количестве осадков около 1400 мм в отдельные месяцы выпадает только 20-30 мм осадков, а в районе Конакри (столицы Того; 9°4' северной широты) при годовом количестве осадков до 4800 мм с января по март осадков не бывает и ярко прослеживается пожарная опасность. В эти месяцы пожары наблюдаются в лесах Австралии, Индии, Африки, Южной и Центральной Америки. Данные статистики подтверждают связь лесопожарных сезонов с географической широтой, а в отдельных районах и с долготой. Так. на крайнем западе Африки в районе экватора резко выражен летний (июнь-август) пожароопасный сезона, сумма осадков за который составляет всего лишь I % годового количества.

Исходя из климатических условий, характера лесов, материалов пожарной статистики И.С. Мелеховым составлена, карта сезонов горимости в разных частях земного шара. Она показывает распределение лесопожарных сезонов на всем Земном шаре.

Началом пожароопасного сезона в лесной зоне является момент полного схода снежного покрова. Колебания погодных условий в разные годы приводят к изменению сроков наступления пожароопасных сезонов. Вследствие выпадения осадков и разрастания напочвенного покрова в течение пожароопасного сезона изменяется пожарная опасность. Появление в конце весны обильного травяного покрова сдерживает возникновение и распространение пожаров, а отмирание его осенью повышает горимость. В пределах пожароопасных сезонов выделяются пожароопасные и непожароопасные периоды.

Продолжительность пожароопасных сезонов в лесной зоне колеблется в широких пределах и в основном определяется показателями климата. В южных районах пожароопасный сезон раньше начинается и позже заканчивается, в северных позже начинается и раньше заканчивается. На основе анализа горимости лесов И.С. Мелехов территорию Восточной Европы разделил на четыре пояса, а для каждого из них установил сроки наступления и окончания пожароопасных сезонов. В последующие годы Г.А. Макеев выполнил такую работу для азиатской части РФ и подтвердил правильность выделения лесопожарных поясов И.С. Мелеховым, рисунок 6.

Граница первого лесопожарного пояса проходит по широте 50° (приблизительно на широте г. Киева). Поясу характерны мартовские и апрельские пожары. Продолжительность пожароопасного сезона в пределах Восточной Европы 185 и более дней.

Второй лесопожарный пояс простирается от 50 до 55° северной широты. Он характеризуется апрельскими пожарами и продолжительностью пожароопасного сезона 160-185 дней.

Третий пояс находится в пределах 56-59° северной широты, для него характерны майские пожары. Продолжительность пожароопасного сезона 138-160 дней.

Четвертый пояс расположен за 59° северной широты и характеризуется майско-июньскими пожарами. Продолжительность пожароопасного сезона здесь 80-135 дней.

Линии соединяющие точки с одинаковой продолжительностью пожароопасного сезона или другими пирологическими показателями показателями, называются изопирами.

По мнению И.С. Мелехова и Г.Л. Макеева, предложенная схема лесопожарных поясов не одинаково точна для всех регионов страны. Это связано с влиянием метеофакторов, удаленностью от водных бассейнов, рельефом местности, составом лесов, чередованием сухих и влажных многолетних периодов и другими условиями

В рамках пожароопасного сезона выделяют пожароопасные и непожароопасные периоды. Последние связаны с различными фазами вегетации растительности или активным выпадением осадков, препятствующих возгоранию и распространению огня. Так, с момента схода снега и до появления травянистой растительности весьма велика вероятность возгорания прошлогодней сухой травы. По мере развития травяного покрова пожары прекращаются, возобновляясь, как правило, уже в период летней засухи. В целом, распределение лесных пожаров по месяцам пожароопасного сезона очень неравномерно. Для характеристики его особенностей употребляют термин "пожарный максимум". Пожарный максимум - это период пожароопасного сезона, в течение которого количество лесных пожаров превышает среднее за сезон. Этот период нередко включает 3-4 месяца с различным числом пожаров. Поэтому выделяют также период "пожарного пика" - месяц или близкий по продолжительности отрезок времени, в течение которого пожаров возникает больше, чем в предыдущий и последующий месяцы.

В лесной зоне пожароопасный сезон длится обычно с апреля по октябрь. Длительность пожароопасного сезона зависит от широты местности и особенностей климата: на севере его продолжительность меньше (около 80 дней), на юге - больше (до 185 дней). В зависимости от особенностей климата выделяют 4 пожароопасных пояса:

1 пояс (юг лесной зоны) - начало пожароопасного периода приходится на середину апреля;

2 пояс (центральная часть лесной зоны) - начало мая;

3 пояс (север лесной зоны) - середину мая;

4 пояс (лесотундра) - начало июня.

По мере удаления от морей и крупных озер, в районах с более континентальным климатом изменяется динамика горимости лесов. Как правило, в приморских районах из-за повышенной влажности воздуха опасность летних пожаров заметно меньше, чем на удаленных от акваторий территориях.

Пожароопасный сезон в Беларуси устанавливается с началом схода снежного покрова и наступлением положительных среднесуточных температур воздуха. Интенсивное подсушивание напочвенных лесных горючих материалов происходит после устойчивого перехода среднесуточных температур через +5°С при отсутствии осадков. Начало массовых возгораний приходится на дни перехода среднесуточных температур воздуха через +5 и +10°С.

По данным Н. А. Диченкова, протяженность пожароопасных сезонов в Беларуси увеличивается с севера на юг. В северной части республики на 55° северной широты средняя протяженность пожароопасного сезона составляет 142 дня, а в южной части на 52°- 179 дней, рисунок 6.

Помимо сезонной, выделяют также суточную периодичность лесных пожаров. Чаще всего пожары возникают во второй половине дня, когда воздух хорошо прогрет и его влажность минимальна. Около 70% лесных пожаров возникает между 12 и 17 часами по-местному (декретному) времени. Из-за изменения влажности лесных горючих материалов в зависимости от времени суток скорость распространения и интенсивность пожаров бывает различной, вo второй половине дня пожары распространяются в несколько раз быстрее, чем ночью или ранним утром, когда понижается температура, повышается влажность воздуха и горючего материала, выпадает роса. Ночью лесные пожары практически не возникают.

2. Система шкал пожарной опасности (по В.Г. Нестерову, Н.А. Диченкову, ГМЦ

Например, суточная динамика случаев лесных пожаров в Беларуси в I97I-I984 гг. была следующая;

до 9 ч - 1,2 %, 9-10 ч - 3,3, 11-12 ч - 6,8,

13-14 ч - 22,6, 15-16 ч-30,9, 17-18 ч - 22,7,

19-20 ч- 9,0 21-22 4-3,5%.

Самое критическое время возникновение пожаров с 13 до 10 ч. Отмечено, что дневная динамика лесных пожаров связана с дневной активностью человека.

Система шкал пожарной опасности (по В. Г. Нестерову, Н. А. Диченкову, ГМЦ). Пожарная опасность, в лесу зависит ох многих факторов, среди которых наибольшее значение имеют погодные.

Для оценки пожарной опасности в лесу по условиям погоды используются формулы и соответствующие шкалы, предложенные В.Г. Нестеровым, Гидрометеоцентром, и другими авторами.

Вычисление комплексного показателя начинается после схода снега, т.е. с наступлением пожароопасного периода, продолжается ежедневно и заканчивается осенью в конце пожароопасного периода.

Показатель пожарной опасности (ППО), предложенный В.Г. Нестеровым рассчитывается путем ежедневного суммирования (нарастающим итогом) произведения температуры воздуха t (по сухому термометру) на дефицит влажности воздуха d в 12 часов местного или 13 часов декретного времени по формуле:

.

В дальнейшем автор предложил дефицит влажности определять по разности температуры воздуха и точки росы r и определять показатель по формуле:

Показатель Гидрометеоцентра (ГМЦ) определяется путем ежедневного суммирования (нарастающим итогом) произведения температуры воздуха на разность между температурой воздуха и точкой росы:

,

где ППО n-1 - показатель на вчерашний день; К - коэффициент, учитывающий выпадение осадков за прошлые сутки; r - точка росы, °С.

Точка росы и дефицит влажности определяются по психрометрическим таблицам.

Ценностью этих способов является их простота и универсальность. Основным недостатком является то, что расчеты проводятся только один раз в сутки по данным базовых метеостанций без учета суточного изменения метеорологических показателей, состава и состояния ЛГМ.

При выпадении 2,6 мм осадков и более, значение комплексного показателя за предыдущие дни уменьшается до нуля, а затем вычисляется как обычно. Практика борьбы с лесными пожарами показала, что такого дождя не всегда оказывается достаточно для ликвидации пожарной опасности.

Т.е. для полной ликвидации пожарной опасности количество выпавших в течение суток осадков должно быть не менее 16 мм. При меньшем количестве осадков пожарная опасность снижается, но не устраняется полностью.

В зависимости от значения комплексного показателя по шкалам В. Г. Нестерова или Гидрометеоцентра (ГМЦ) устанавливается класс пожарной опасности по условиям погоды и в соответствии с ним производится регламентация работы лесопожарных служб. В начале весны и в конце осени при длительной засухе через каждые 10 дней, независимо от значения вычисленного показателя и класса пожарной опасности, он повышается на один класс.

Прогнозирование пожарной опасности по шкале Н. А. Диченкова. В настоящее время на территории Республики Беларусь для оценки и прогнозирования пожарной опасности в лесу по условиям погоды Гидрометеоцентром используется разработанная Н.А.Диченковым шкала загораемости лесов. Она позволяет определить срок возникновения пожара под пологом леса и класс пожарной опасности по условиям погоды. На территории РБ шкала загораемости леса введена с апреля 1987 года.

Определение класса пожарной опасности (загораемости) лесов по условиям погоды проводится Гидрометеоцентром Беларуси на основе полученных данных со всех имеющихся в республике метеостанций. Показатель загораемости леса вычисляется по наблюдениям в 15 часов по местному времени, так как данные наблюдений в это время наиболее полно иллюстрируют температурно - влажностные условия суток.

В случае выпадения осадков за прошедшие сутки более 2,5 мм, ее комплексный показатель списывается и на следующий день он будет равен показателю загораемости за этот день.

При установлении комплексного показателя загораемости количество выпавших осадков учитывается за прошедшие сутки (сумма за прошедшие день и ночь), а температура и точка росы берутся за текущий день.

по верхней строке при сумме выпавших осадков - 3-14 мм за прошедшие 10 суток; по средней строке - 15 -25; нижней - 26 мм и более.

Класс загораемости определяется по данным таблицы 1.

Таблица 1 Ї Шкала загораемости лесов па условиям погоды

Краткосрочный (до 3-х дней) прогноз загораемости лесов по областям и районам в виде изолиний различной окраски по классам пожарной опасности наносятся на синоптические карты и передается органам лесного хозяйства.

Представленные сведения являются основой для лесохозяйственных предприятий по принятию необходимых мер предупреждения возникновения и распространения пожаров и регламентации работы лесопожарных служб.

Первый учет загораемости проводят после устойчивого схода снега.

Сумма осадков за прошедшие десять суток подсчитывается только в тех случаях, если в прошедшие сутки выпало 2,6 и более мм осадков, при этом списывается комплексный показатель загораемости. В этих случаях класс загораемости находят по той строке шкалы, которая соответствует сумме выпавших осадков.

В последующие дни при установлении класса пожарной опасности пользуются данными этой строки до тех пор, пока не выпадет 2,6 мм и более осадков. Тогда снова подсчитывают количество осадков, которое выпало за прошедшее 10 суток, и в строке шкалы, которое соответствует полученному количеству осадков находят класс загораемости и так далее.

Для установления комплексного показателя загораемости Н. А. Диченков рекомендует использовать относительную влажность воздуха (W12) в 12 часов и сумму осадков за прошедшие 10 суток.

Расчет комплексного показателя проводится по формуле:

пожарный лесохозяйственный экология

.

Класс пожарной опасности устанавливается по шкале таблицы 2.

Таблица 2 - Шкала загораемости (по данным Н. А. Диченкова)

3. Регламент действий лесопожарных служб

При выполнении противопожарных мероприятий лесохозяйственные и другие предприятия, которые работают в лесу, должны использовать карты ЛГМ, месячные и периодические прогнозы пожарной опасности в лесах, использовать сведения о наиболее небезопасных метеорологических явлениях, показания приборов, а также полученные от Гидрометеоцентра или от территориальных управлений гидрометеослужб ежедневные информационные карты метерологических показателей и загораемости лесов.

На основе полученных данных определяется регламент действий лесопожарных служб, таблица 6. Он определяется требованиями по мониторингу и прогнозированию лесных пожаров по СТБ 1408-2003 (ГОСТ Р 22.1.09-99, РФ) и в укрупненном составе соответствует следующему:

Литература

1. Гусев, В. Г. Физико-математические модели распространения пожаров и противопожарные барьеры в сосновых лесах: монография / В. Г. Гусев. - СПб.: ФГУ «СПбНИИЛХ», 2005, 200с.

2. Коровин, Г. Н. Таблицы предельных значений площадей и периметров лесных пожаров к началу тушения: временные нормативы по тушению лесных пожаров / Г. Н. Коровин, М. А. Шешуков, С. И. Душа-Гудым. - М.: ЦБНТИлесхоз, 1986, 27с.

3. Мелехов, И. С. Лесная пирология: учеб. пособие / И. С. Мелехов, С. И Душа-Гудым, Е. П. Сергеева. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. 296 с.

4. Мельников, В. С. Лесная пирология: учеб. пособие / В. С. Мельников, А. П. Смирнов. - СПб: 2005. - 48 с.

5. Мурахтанов, Е. С. Основы лесохозяйственной радиационной экологии: курс лекций / Е. С. Мурахтанов, Н. А. Кочегарова. - Брянск: 1995. - 345 с.

6. Переволоцкий, А.Н. Основы ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения: конспект лекций / А. Н. Переволоцкий, И. М. Булавик. - Мн.: Белгослес, 2003. - 144 с.

7. Рихтер, И. Э. Лесная пирология с основами радиоэкологии: учебн. пособие / И. Э. Рихтер. - Мн.: БГТУ, 1996. -290 с.

8. Усеня, В. В. Лесные пожары, последствия и борьба с ними: монография / В. В. Усеня. - Гомель: ИЛ НАН Беларуси, 2002. - 205с.

Размещено на Allbest.ru