Мониторинг радиационной мощности лесных пожаров, действующих в различных внешних условиях, по данным радиометра MODIS

На протяжении последних десятилетий проблема лесных пожаров остро стоит во многих странах мира, включая Россию. Применение спутниковых радиометров, работающих в среднем инфракрасном (3 – 4 мкм) и тепловом (10 – 12 мкм) диапазонах длин волн, позволяет не только обнаруживать очаги активных пожаров, но и оценивать количество энергии, выделяемой в процессе горения. Мгновенные значения радиационной мощности пожара, регистрируемые во время прохождения спутника над пожаром, напрямую связаны с интенсивностью кромки пожара и пропорциональны скорости сгорания биомассы.
В работе исследовалась зависимость мощности теплоизлучения лесных пожаров от внешних факторов (преобладающие древостои, напряженность пожароопасного сезона, погодные условия) на территории Сибири за период с 2008 по 2013 годы. Вариации мощности теплоизлучения от лесных пожаров были восстановлены на основе данных спутникового радиометра MODIS. На основании карт растительности были выделены территории с преобладанием: сосновых насаждений, лиственницы, пихты и ели, а также лиственные леса. Ежедневные метеоданные для расчета пожарной опасности по условиям погоды были взяты из сети метеостанций NOAA NCDC.
Обнаружено, что такие факторы как тип растительности, метеорологические условия и уровень горимости в течение пожароопасного сезона приводят к статистически значимым различиям в регистрируемой радиационной мощности лесных пожаров. Пожары, действующие в сезоны высокой горимости, характеризуются более высокими (примерно на 10-15%) средними значениями радиационной мощности по сравнению с сезонами низкой горимости. С использованием карт растительности установлено, что пожары в лиственных и сосновых лесах имели более низкие значения (примерно на 20%) радиационной мощности по сравнению с пожарами в темнохвойных лесах и лиственничниках.
Был зафиксирован уровень корреляционной связи мощности теплоизлучения от зоны активного горения со значениями показателя канадской системы оценки пожарной опасности FWI и с российским показателем ПВ-1 (средний коэффициент корреляции 0,6 и 0,2, соответственно). При этом пожары, регистрируемые в периоды высокой пожарной опасности по условиям погоды, характеризуются более высокими значениями мощности теплоизлучения: доля пожарных пикселей с радиационной мощностью более 50 МВт/км2 составила 13% и 22% для значений FWI менее 10 и более 20, соответственно.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-24-00112).