РАЗДЕЛ 2
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОВЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ЛАНДШАФТНЫХ ПОЖАРОВ
2.1. Принципы построения системы мониторинга ландшафтных пожаров
Успешная борьба со столь сложным явлением, как крупный лесной пожар, немыслима
без специального планирования всех операций на основе объективной и достаточно
полной информации как о самом пожаре, так и о варьировании различных факторов,
влияющих на его возникновение, распространение и развитие, т.е. разведки пожара
[2].
Систему разведки в охране лесов от пожаров можно подразделить на три
подсистемы.
Первая (банк данных) включает сбор, хранение и анализ статистической информации
по региону, сведения о топографии, лесном фонде, лесных горючих материалах и
т.д.
Вторая предусматривает сбор информации о возникшем пожаре: его точных
координатах, конфигурации контура, наличии пятнистых очагов горения,
интенсивности горения отдельных частей кромки пожара, наличии конвекционной
колонки, метеорологических условиях в зоне пожара, характере лесорастительных
условий, состоянии лесных горючих материалов; наличии естественных преград,
путях транспорта и их проходимости для данной техники, водоисточниках и т.д.,
т.е. всех тех элементах, которые способствуют развитию пожара или помогают при
его тушении.
В эту подсистему входит также оперативная информация о наличии свободных сил и
средств, состоянии пожара и окружающей среды, а также составление прогнозов
поведения пожара на определенные ближайшие промежутки времени.
Третья предусматривает сбор данных о площадях поврежденного леса и составление
прогноза послепожарной динамики лесов.
В данной работе мы рассматриваем лишь вопросы, связанные с созданием второй
подсистемы разведки. Это наиболее важная часть системы [2], так как касается
разработки вопросов, необходимых непосредственно для борьбы с лесными
пожарами.
Наиболее актуальными из них и наименее разработанными по оценкам [2] являются:
* оперативная оценка текущей пожарной опасности участков леса;
* обнаружение и документирование крупных пожаров, в том числе и при наличии
облачности и туманов;
* прогнозирование распространения пожаров по элементам ландшафта с
использованием вычислительной техники;
* разработка структуры командно-диспетчерского пункта прогнозирования и
управления тушением пожаров в системе охраны лесов, которая непосредственно
занимается организацией и тушением лесных пожаров.
Для решения этих острых вопросов наиболее целесообразно использовать методы
дистанционного зондирования (ДЗ) с аэрокосмических носителей, позволяющие
оперативно получать обширную информацию о состоянии природной среды в
исследуемом районе.
Лесной пожар является составной частью природной среды, внутри которой
термодинамические параметры отличаются от равновесных значений в результате
изменения температуры и состава окружающей среды вследствие физико-химических
превращений в зоне пожара [1]. Эти термодинамические особенности пожара
определяют преимущественное использование для его диагностики тепловых средств
инфракрасного и микроволнового диапазонов.
Летательные аппараты, оборудованные ИК и радиометрической аппаратурой, способны
обнаруживать очаги горения и картографировать контуры пожара [4, 38 - 41]. При
этом средства микроволнового диапазона обладают тем преимуществом, что способны
давать информацию о пожарах, распространяющихся под пологом леса или прикрытых
мощным дымовым шлейфом, а также о подземных пожарах[2,4, 38,42]. Несмотря на
это средства ИК и СВЧодиапазонов не конкурируют, а взаимно дополняют друг друга
и их совместное использование может дать значительный объем дополнительной
информации об окружающей среде [41].
Кроме того, радиотеплолокационные (РТЛ) средства, помимо наблюдения очага
пожара, способны параллельно получать информацию о многих геофизических
параметрах природной среды, в частности, о пространственном распределении
влажности лесных горючих материалов, уровне грунтовых вод, влагосодержании
атмосферы, наличии в зоне пожара водоемов и водных преград и др., являющихся
предметом разведки очага лесного пожара. Все перечисленные параметры окружающей
среды оказывают существенное влияние на уровни собственного теплового излучения
среды, при этом наличие спектральной зависимости степени этого влияния
позволяет по измерениям на нескольких длинах волн (многоканальные измерения) в
процессе обработки выделить влияние каждого из параметров и получить их
количественное значение [5,43].
На основании анализа пирологических характеристик лесных горючих материалов
можно выделить группу параметров, определение которых должно составить основу
перечня задач мониторинга леса силами службы авиационной охраны лесов.
Кроме задач обнаружения и документирования очага для принятия рациональных
решений при борьбе с ним требуются данные по:
* пространственному распределению влажности (влагосодержания) подстилающей
поверхности [*) Под подстилающей поверхностью будем понимать весь комплекс
наземных горючих метериалов, почв и почвенного покрова.]) ;
* глубине уровня грунтовых вод;
* наличию в исследуемой полосе (участке леса) открытых водных акваторий и их
топографических характеристиках;
* наличию на поверхности акваторий растительности;
* наличию в регионе заболоченных участков, препятствующих прохождению техники,
в том числе заболоченных прибрежных участков водоемов;
* наличию дорог и просек и их проходимости для техники;
* наличию в районах крупного лесного пожара облаков с высокой водностью и
предсказания динамики их движения.
Кроме того, данные о наличии очага пожара должны сопровождаться информацией о:
* координатах кромки лесного пожара (КЛП) на данный момент времени;
* длине КЛП, ее
- Київ+380960830922