Оценка влияния осадков на площадную горимость территорий при природных пожарах

Сеть предложенной архитектуры планируется использовать для решения задач обнаружения очагов лесных пожаров по спектрофотометрическим данным дистанционного зондирования Земли.

Библиографический список

1. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника. -М.: Мир, 1992.

2. Васильев В. Н., Павлов А. В., Оптические технологии искусственного интеллекта / СПб: СПбГУ ИТМО, 2005. 99 с.

3. Zadeh LA. Fuzzy sets // Information and Control, 1965. — Pp. 338-353.

4. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации / Пер. с польского И. Д. Рудинского. -М.: Финансы и статистика, 2004. - 344 с: ил.

5. Радченко А. Н. Многомерность - без проклятий // Радиоэлектроника. Информатика. Управление, № 2, 2001г. Запорожье. ЗГТУ. c.78-82.

6. Андреев, С. Н. Построение саморазвивающихся нейросетей для распознавания спутниковой метеоинформации / С. Н. Андреев // Информатика: проблемы, методология, технологии: матер. 9-й междунар. науч.-метод. конф., 12-13 февраля 2009 г. / ВГУ. Ч.1. - Воронеж: ИПЦ Воронеж. гос. ун-та, 2009. С. 16-20.

7. Андреев, С. Н. Построение нейросетевой системы прогнозирования термогидродинамических процессов (явлений) в атмосфере. / С. Н. Андреев // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. - 2007. - № 9. - С. 293-315.

Оценка влияния осадков на площадную горимость территорий

при природных пожарах

Беспалов С. В., ВУНЦВВС «ВВА»

Лесные пожары остаются одним из самых мощных природных катастрофических явлений. Обеспечению своевременной и эффективной подготовки людей и техники к тушению пожаров во многом способствуют знания ожидаемой степени пожарной опасности с разной заблаговременностью. Разработкой и уточнением критериев, отражающих вероятность возникновения пожаров, человечество занимается почти столетие. Однако создать показатель, идеально соответствующий фактически возникающим пожарам, не удается, во-первых, по причине многообразия условий, присущих возникновению огненной стихии, и сочетаний различных факторов, включая антропогенный, во-вторых, из-за недостатка и большой дискретности начальных данных наблюдений различных природных параметров.

Погодные условия различных сезонов года достаточно тесно связаны со степенью пожароопасности. В работах [1,3,4] сделан вывод о том, что действительную пожарной обстановки и ее прогноза на будущее необходимо оценивать и прогнозировать с использованием природно-метеорологических факторов в комплексе. В настоящее время поставлена задача включения характеристик по-

годных условий в автоматизированную информационно-управляющую систему Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (АИУС РСЧС) с целью повышения оперативности, надежности, обоснованности и качества принятия управленческих решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

В работе решалась задача по выявлению взаимосвязи случаев совпадения зон пожаров и осадков с площадью пожаров через 12 часов.

Метеорологические условия относятся к одним из главных факторов, определяющих вероятность пожаров в природе. Количественным отражением данной вероятности, официально принятым в России, является комплексный показатель пожароопасности (КП) по метеорологическим условиям [1-3], разработанный В. Г. Нестеровым еще в сороковые годы прошлого столетия и применяемый на практике до сих пор, в некоторых регионах с небольшими модификациями. Так, в 1975 г. С. М. Вонским и В. А. Жданко [4] были предложены показатели влажности напочвенного покрова (ПВ1) и подстилки (ПВ2). Кроме разделения покрова лесных горючих материалов по слоям, они позволяют дифференцированно учитывать осадки. Информационная система дистанционного мониторинга располагает ежедневными значениями КП, рассчитываемыми на основе методик Нестерова, ПВ1 и ПВ2. КП может расти даже при небольшой температуре воздуха, при отсутствии осадков и низкой относительной влажности. Кроме разделения покрова лесных горючих материалов по слоям, они позволяют дифференцированно учитывать осадки. В последние годы Гидрометцентром РФ рассчитывается метеорологический показатель пожарной опасности (ППО) в лесах (http://meteoinfo. ги/йге-ёа^ег).

Пожарная опасность в лесах характеризуется комплексным метеорологическим показателем пожароопасности с 1 по 5 класс [5]. Эти данные имеют огромное значение для профилактики и борьбы с лесными и торфяными пожарами.

В зависимости от величины комплексного показателя устанавливается класс пожарной опасности в лесах в зависимости от условий погоды.

Комплексный показатель определяется ежедневно по состоянию на 12 -14 часов. В субъектах РФ действуют региональные классы пожарной опасности в лесах в зависимости от условий погоды, которые определяют:

— методику расчета комплексного показателя;

— границы классов пожарной опасности;

— методику учета осадков.

Формула расчета класса природной пожарной опасности в лесах в зависимости от условий погоды представляет собой сумму произведения температуры воздуха (?) на разность температур воздуха и точки росы (^) за п дней без дождя (считая день выпадения более 3 мм осадков первым днем дождевого периода):

Наличие периодически повторяющихся аномально засушливых сезонов, обилие пожароопасных горючих материалов, жесткий ветровой режим - все это, в конечном итоге, и предопределяет в лесах высокую вероятность воз-

г=1

никновения лесных пожаров, скорость их распространения, а также трудность тушения.

Летом массовое возникновение лесных пожаров происходит в период длительных засух, даже при отсутствии грозовых разрядов. При предупреждении, обнаружении и тушении пожаров необходимо также всегда иметь ввиду, что по мере нарастания засухи соответственно увеличивается и количество источников огня, от которых могут возникнуть пожары. При длительной засухе любой источник огня может вызвать загорание лесной растительности. Большинство пожаров отличаются высокой интенсивностью и скоростью распространения, трудностью тушения и максимальными пожарными последствиями, поскольку лесные подстилки пересыхают до почвенных горизонтов. При таких экстремальных погодных условиях многие пожары выходят из-под контроля и быстротечно трансформируются в крупные и катастрофические, особенно в горах.

Анализ ситуации с тушением природных пожаров в Российской Федерации показывает, что существует ряд организационных и информационных проблем в отечественной системе, обеспечивающей тушение лесных пожаров. К таким проблемам можно отнести:

1. Отсутствие сколь-либо эффективных математических моделей, позволяющих прогнозировать развитие лесных пожаров в соответствии с метеорологическими и географическими условиями.

2. Невозможность раннего мониторинга возникновения и развития лесных пожаров в силу больших размеров контролируемой территории.

3. Труднодоступность основных пожароопасных районов в связи с плохо развитой транспортной инфраструктурой в регионах.

4. Несогласованность при взаимодействии местных органов гражданской обороны и служб МЧС.

5. Часто неясная методика сбора и агрегирования статистических данных -о площади пожаров, о скорость распространения и т. д.

6. Информационной базой исследования послужили данные о лесных пожарах и погодных условиях в Дальневосточном федеральном округе.

В ходе исследования с официального сайта Минприроды России (http://fires.rfimnr.ru) брались фактические карты с зонами пожаров в конкретный момент времени. За этот же срок времени с сайта (http://meteocenter.net) сопоставлялась карта этой же территории с зонами осадков. Совмещая два одинаковых фрагмента карты с разной информацией, можно получить очень интересные факты.

Таким образом, проанализировано 200 случаев при сопоставлении площадей зон пожаров с площадями зон осадков.

В таблице представлена взаимосвязь случаев (в %) совпадения зон пожаров и осадков с площадью пожаров через 1 2 часов. Следует особо отметить, что не учитывалась степень противоборства с пожаром. Но для нивелирования этого недостатка были рассмотрены случаи с пожарами на таких территориях, где может заниматься тушение пожара лишь авиалесоохрана.

Анализ таблицы свидетельствует, что чем больше процент совпадения зон пожаров и осадков, тем больше вероятность прекращения горения. В прямо

пропорциональной зависимости с прекращением горения находится и продолжительность совпадения зон пожаров и зон осадков. В дальнейшем следует учитывать продолжительность существования совпадения (пересечения) площадей зон пожаров и осадков.

Предложенный в работе новый подход к прогнозу пожарной опасности позволяет, с достаточной для практики достоверностью, установить возможный рост числа пожаров.

Таблица

Вероятность уменьшения площади пожаров в зависимости от осадков

Процент уменьшения площади пожаров через 12 часов Процент совпадения зон пожаров и осадков

менее 30 30-50 50-70 70-90 более 90

менее 20 59 24 9 7 1

20 — 40 25 47 20 7 1

40 — 60 10 18 44 18 10

60 — 80 4 6 21 45 24

80 — 100 2 5 6 23 64

Использование в расчетах кратко- и среднесрочных прогнозов осадков поможет заблаговременно предсказать степень горимости лесных территорий, что существенно повысит эффективность работы лесопожарных служб.

Решение проблемы прогноза возникновения и распространения лесных пожаров представляет собой сложную задачу с большой степенью неопределенности из-за влияния множества факторов, определяющих процесс возникновения и продолжительности горения. Одним из таких факторов, бесспорно, являются метеорологические условия. Поэтому, при прогнозе пожароопасности наряду с расчетом комплексного показателя пожароопасности, показателей влажности напочвенного покрова и подстилки целесообразно учитывать факт совпадения зон пожаров с зонами осадков.

Библиографический список

1. Валендик Э. Н., Иванова Г. А. Пожарные режимы в лесах Сибири и Дальнего Востока // Лесоведение. — М.: Наука, 2001. № 4. — С. 69 — 76.

2. ГОСТ Р 22.1.09-99. Группа Т58. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров.

3. Коровин Г. Н., Покрывайло В. Д., Солодовникова Н. И. Анализ и моделирование статистической структуры поля горимости лесов. Методические рекомендации. — Л.: ЛенНИИЛХ, 1984. — 64 с.

4. Методические указания по прогнозированию пожарной опасности в лесах по условиям погоды. — М.: Гидрометеоиздат. 1975. — 15 с.

5. Приказ Рослесхоза от 5 июля 2011 г. № 287. «Об утверждении классификации природной пожарной опасности лесов и классификации пожарной опасности в лесах в зависимости от условий погоды».