Разработка российской системы оценки лесной пожарной опасности

УДК 658.382 Н.В. Барановский

РАЗРАБОТКА РОССИЙСКОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ЛЕСНОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

Рассмотрены перспективы создания российской системы прогноза лесной пожарной опасности на основе детерминированно-вероятностных методик. Детерминированная компонента включает физико-математические модели сушки и зажигания лесных горючих материалов антропогенными и природными источниками..

Ключевые слова: лесная пожарная опасность, прогноз, детерминированно-вероятностная методика, зажигание.

С целью минимизации ущерба [1] и рационального использования средств на охрану лесов от пожаров в различных странах мира разработаны системы оценки пожарной опасности (например, в Канаде [2], США [3], Европе [4]). В РФ в качестве ГОСТа [5] применяется критерий Нестерова [6].

Цель настоящей работы - создание концептуального проекта отечественной системы прогноза лесной пожарной опасности на базе детерминированно-вероятностного подхода.

Основной недостаток российского стандарта в том, что игнорируется влияние факторов антропогенной нагрузки и грозовой активности. В этом отношении методика существенно уступает зарубежным аналогам. Второй недостаток (игнорирование реальных физикохимических механизмов сушки и зажигания слоя лесного горючего материала (ЛГМ)) характерен как для российской методики, так и для зарубежных систем. Можно сделать вывод, что официально принятая российская методика прогноза лесной пожарной опасности совершенно не соответствует современному уровню развития технологий в данной области.

Исследование канадских систем Canadian Wildland Fire Information System (CWFIS), Fire M3, Spatial Fire Management (sFMS) [2], американской системы National Fire Danger Rating System (NFDRS) [3], европейской системы European Forest Fire Information System (EFFIS) [4], ГОСТ Р 22.1.09-99 “Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров. Общие требования” [5] позволило сформулировать требования, которым должна удовлетворять современная системы прогноза лесной пожарной опасности.

Основными требованиями, которые необходимо выполнить на пути создания системы прогноза лесной пожарной опасности, являются: 1) Наличие государственной концепции создания и развития отечественной системы прогноза лесной пожарной опасности. 2) Наличие физико-математических моделей сушки и зажигания ЛГМ источниками природного и антропогенного характера. 3) Наличие сети регистрации наземных грозовых разрядов, а также методик оценки вероятности прохождения грозы на конкретной территории. 4) Наличие физико-математических моделей учета антропогенной нагрузки на лесопокрытые территории. 5) Наличие физически и математически обоснованного критерия оценки уровня лесной пожарной опасности. 6) Наличие базы исходных данных для моделирования физико-химических процессов, протекающих при возникновении лесных пожаров. 7) Методика должна быть реализована в виде программного комплекса, позволяющего осуществлять прогноз лесной пожарной опасности в режиме, опережающем реальное время развития процесса. 8) Методика прогноза лесной пожарной опасности и ее программная реализация должны обладать возможностью модернизации и обновления отдельных моделей и подсистем. 9) Наличие ГОСТа не на конкретную методику со всеми фиксированными компонентами, а на спецификацию соответствия методики определенным требованиям. 10) Наличие стандартов, спецификаций на файлы входной, промежуточной и выходной информации в системе прогноза лесной пожарной опасности. 11) Наличие технологий, позволяющих потребителям оперативно получать прогнозную информацию. 12) Наличие технологий, позволяющих отслеживать степень достоверности получаемых прогнозов. 13) Наличие соответствующим образом подготовленных специалистов, способных обслуживать систему. 14) Доступность понимания прогнозной информации для лиц, принимающих управленческие решения (возможно, не имеющих специальной физико-математической подготовки).

В рамках настоящего исследования предлагается модельная концепция создания и развития отечественной системы прогноза лесной пожарной опасности. Концепция предполагает создание и развитие отечественной системы прогноза лесной пожарной опасности с целью повышения экологической, экономической безопасности государства посредством мониторинга и управления

Технологическая база новой концепции прогноза лесной пожарной опасности

уровнем пожарной опасности с учетом основных значимых факторов. Технологическая база модельной концепции представлена на рисунке.

Детерминированно-вероятностный подход позволяет учитывать не только статистические данные, но и результаты экспериментов и численных расчетов по зажиганию ЛГМ [7]. Разработаны базовые физико-математические модели зажигания дерева наземным грозовым разрядом и напочвенного покрова горячими частицами. Существующий уровень разработки детерминированно-

вероятностного подхода позволяет говорить о возможности создания отечественной системы прогноза лесной пожарной опасности. Зарубежный опыт показывает, что эксплуатация таких систем в национальном масштабе позволяет снижать затраты на охрану лесов и минимизировать экологический, экономический ущерб [8].

------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Управление лесными пожарами на экорегиональном уровне. Материалы Международного научно-практического семинара (Хабаровск, Россия. 9-12 сентября 2003 г.). М.: Изд-во Алекс, 2004. 208 С.

2. Canadian Forest Fire Danger Rating System / B.J. Stocks, M.E. Alexander, R.S. McAlpine at all. Canadian Forestry service, 1987. 500 P.

3. Deeming J.E., Burgan K.E., Cohen J.D. The national fire danger rating system. Ogden, Utah: USDA Forest Service, General Technical report. INT-39. 1978. 66 P.

4. Camia A., Barbosa P., Amatulli G., San-Miguel-Ayanz J. Fire Danger Rating in the European Forest Fire Information System (EFFIS): Current developments // Forest Ecology and Management. 2006. Vol. 234. Supplement 1. P. S20.

5. ГОСТ Р 22.1.09-99 “Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров. Общие требования”

6. Нестеров В.Г. Горимость леса и методы ее определения. М.; Л.: Гослесбум-издат, 1949. 76 С.

7. Барановский Н.В. Модель прогноза и мониторинга лесной пожарной опасности // Экология и промышленность России. 2008. № 9. С. 59 - 61.

8. Taylor S. W., Alexander M.E. Science, technology and human factors in fire danger rating: the Canadian experience // International Journal of Wildland Fire. 2006. Vol. 15. N 1. P. 121-135. ЕШ

Baranovskiy N. V.

RUSSIAN FOREST FIRE DANGER RATING SYSTEM DEVELOPMENT

Prospects of creation of the Russian Forest Fire Danger Rating System on a basis of deterministic-probabilistic techniques are considered. Deterministic component includes physical and mathematical models of drying and ignition offorest fuel by anthropogenous and natural sources.

Key words: forest fire danger, prediction, deterministic-probabilistic technique, ignition.

— Коротко об авторе ----------------------------------------------

Барановский Николай Викторович - кандидат физико-математических наук, докторант, Г осударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет, E-mail: firedanger@narod.ru