Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Физические основы теории долгосрочного и сверхдолгосрочного прогнозирования рисков возникновения ландшафтных пожаров

Покупка
Новинка
Основная коллекция
Артикул: 837916.01.99
Доступ онлайн
2 100 ₽
В корзину
Физические основы теории долгосрочного и сверхдолгосрочного прогнозирования рисков возникновения ландшафтных пожаров : монография / А. В. Холопцев, Р. Г. Шубкин, И. Ю. Сергеев [и др.]. - Железногорск : ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2024. - 336 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2161784 (дата обращения: 23.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ 

ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ  

СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ 

 
 

ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ 

ГПС МЧС РОССИИ 

 
 

 

 
 
 
 
 
 

А.В. Холопцев, Р.Г. Шубкин, И.Ю. Сергеев, А.Н. Батуро, Н.Ю. Проскова 

 

«Физические основы теории долгосрочного и сверхдолгосрочного 
прогнозирования рисков возникновения ландшафтных пожаров» 

 

Монография 

 

 

 

 

 

Железногорск 

2024 

 
 
ОГЛАВЛЕНИЕ 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ ........................................ 5 

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................ 7 

1. ИЗМЕНЧИВОСТЬ РИСКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛАНДШАФТНЫХ 

ПОЖАРОВ, КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ ...................................................... 9 

1.1. Ландшафтные пожары в Сибири .............................................................. 9 

1.2. Роль МЧС в борьбе с лесными пожарами ............................................. 28 

1.3. Мониторинг термических точек типа «Лесной пожар» ....................... 33 

1.4. Методы оценки и прогнозирования РЛП .............................................. 45 

2. УЧАСТКИ ТЕРРИТОРИИ СИБИРИ, ГДЕ СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ 

ХАРАКТЕРИСТИК ИХ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ДОСТИГАЛИ 

ТЕХ ИЛИ ИНЫХ УРОВНЕЙ ................................................................................... 62 

2.1. Особенности распределения средних за период 2012 – 2020 гг. 

значений СМТ и МСО для месяцев пожароопасного периода ............................ 64 

2.2. Распределения по территории Сибири климатических норм СМТ и 

МСО для современного климатического периода ................................................. 74 

2.3. Пространственная временная изменчивость климатических норм 

интенсивности водообмена почвенного покрова Сибири с атмосферой ............ 79 

2.4. Оценка качества ориентировочных прогнозов на предстоящий год 

МСО по их современным климатическим нормам ................................................ 86 

3. УЧАСТКИ ТЕРРИТОРИИ СИБИРИ, ДЛЯ КОТОРЫХ ВОЗМОЖНЫ 

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ПРОГНОЗЫ СМТ И МСО, ПО ИХ ТРЕНДАМ ........... 95 

3.1. Современные тенденции межгодовых изменений РЛП, а также СМТ и 

МСО на территории Сибири .................................................................................... 95 

3.2. Оценка оправдываемости ориентировочных прогнозов СМТ и МСО на 

территории Сибири, основанных на учете современных тенденций их изменений

 ................................................................................................................................... 106 

3.3. Ориентировочные прогнозы изменений МСО на территории 

Черемховского района Иркутской области с применением регрессионного 
метода ....................................................................................................................... 120 

4. ОЦЕНКИ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ МПВ НА ТЕРРИТОРИИ СИБИРИ И 

ТЕНДЕНЦИЙ ИХ ИЗМЕНЕНИЯ В СОВРЕМЕННОМ ПЕРИОДЕ .................. 132 

4.1. Особенности ветрового режима Арктической зоны Сибири в 1961 - 

2020 гг. ...................................................................................................................... 132 

4.2. Современные тенденции изменений МПВ над лесопокрытыми 

территориями Сибири для весенне-летних месяцев ............................................ 148 

5. АТМОСФЕРНЫЕ БЛОКИНГИ И ПОЖАРООПАСНОСТЬ В ЛЕСАХ 

СИБИРИ ................................................................................................................... 165 

5.1. Атмосферные блокинги и повторяемость ландшафтных пожаров в 

Сибири ...................................................................................................................... 165 

5.2. Атмосферные блокинги над Сибирью при современном потеплении 

климата ..................................................................................................................... 182 

6. 
ОЦЕНКА 
РАЗРЕШИМОСТИ 
ПРОБЛЕМЫ 
ДОЛГОСРОЧНОГО 

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОВТОРЯЕМОСТИ АТМОСФЕРНЫХ БЛОКИНГОВ 

НАД СИБИРЬЮ ...................................................................................................... 202 

6.1. Необходимые условия разрешимости проблемы долгосрочного 

прогнозирования повторяемости атмосферных блокингов над Сибирью ........ 202 

6.2. Межгодовые изменения РАБ над территорией Сибири, а также 

вариации ледовитости арктических морей ........................................................... 206 

6.3. Межгодовые изменения повторяемости атмосферных блокингов над 

территорией Сибири, а также вариации уровня арктических морей ................. 221 

7. РИСКИ ОПАСНЫХ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ В АРКТИЧЕСКОЙ 

ЗОНЕ СИБИРИ И ИЗМЕНЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ЕЕ ЛЕСНОЙ 

ЗОНЫ ........................................................................................................................ 242 

7.1. Термический режим Арктической зоны Сибири и изменения 

ледовитости ее морей .............................................................................................. 242 

7.2. Изменения ледовитости морей у берегов Сибири и повторяемостей над 

ними «отжимных» ветров ....................................................................................... 252 

7.3. Вариации ледовитости морей у берегов Сибири и характеристик стока 
впадающих в них рек .............................................................................................. 267 

7.4. Вариации среднемесячных температур стока сибирских рек для июня 

и изменения СТВ на территориях их бассейнов для предыдущих месяцев ..... 281 

7.5. Изменения горимости лесов Сибири и вариации ТР ее Арктической 

зоны ........................................................................................................................... 290 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................. 306 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 

В настоящей монографии применяются следующие сокращения и 

обозначения: 

GPS
- система Глобального позиционирования спутников

KVDI
- индекс засушливости Китча-Бирама

PDSI
- индекс суровости засух Пальмера

SPI
- стандартизованный индекс осадков

АВС
- арктическая зона Восточной Сибири

АЗапС
- арктическая зона Западной Сибири

АНЛП
- Анабарско-Ленская заприпайная полынья

ВАВ
- вторжение арктического воздуха

ВМО
- Всемирная Метеорологическая организация

ВНИИГМИМЦД
Всероссийский
научно-исследовательский 
институт 

гидрометеорологической информации –
Мировой центр 

данных

ВНИИГО ЧС
Всероссийский
научно-исследовательский институт по 

проблемам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям 
МЧС России

ВСЗП
- Восточная Североземельская заприпайная полынья

ВСП
- Великая Сибирская полынья

ВТП
- Восточная Таймырская заприпайная полынья

ГБЦДМЛ
- Глобальный банк цифровых данных по морскому льду

ГПС
- государственная противопожарная служба МЧС России

ГТК
- гидротермический коэффициент Селянинова

ДФО
- Дальневосточный федеральный округ

ЕСИМО
- Единая система информации о Мировом океане

ЗНЛП
- Западная Новосибирская заприпайная полынья;

ИСЗ
- искусственный спутник Земли

КН
- климатическая норма

КП
комплексный показатель пожароопасности в лесах, 

предложенный В.Г. Нестеровым

КПогл
- коэффициент поглощения солнечной радиации

ЛМР
- линейная множественно-регрессионная модель

ЛП
- ландшафтный пожар
МИВ
- месячная интенсивность водообмена

МИИ
- месячная интенсивность испарения

МИП
- месячная интенсивность испарения из почвы

МПВ
-месячная повторяемость ветра

МСО
- месячная сумма атмосферных осадков

МЧС
- Министерство Российской Федерации по делам гражданской 
обороны, 
чрезвычайным 
ситуациям 
и 
ликвидации 

последствий стихийных бедствий

ПАБ
- повторяемость атмосферных блокингов

Р
- суммарное количество термоточек того или иного типа, 
которые были обнаружены за 2012 - 2020 гг. на некоторой 
местности для того или иного месяца

РАБ
- повторяемость Атмосферных блокингов в некотором месяце

РАБср
- среднее значений повторяемости Атмосферных блокингов в 
некотором месяце за некоторый интервал лет

РЛП
- риск возникновения ландшафтного пожара

РТЛП
- руководитель тушения лесного пожара

РФ
- Российская Федерация

СВТП
- Северо-Восточная Таймырская заприпайная полынья

СКО
- среднеквадратическое отклонение

СЛА
- среднемесячное значение ледовитости акватории

СМП
- Северный морской путь

СМТ
- среднемесячные температуры воздуха на высоте 2 м над 

СНЛП
- Северная Новосибирская заприпайная полынья

СОЛ
- суммарный объем ледяного покрова

СП 
- суммарная продолжительность действия ветров, скорость 
которых больше 7м/с

СПЛ
- суммарная площадь ледяного покрова

СТВ
- среднемесячная температура воздуха

СФО
- Сибирский федеральный округ

ТАБ
- минимальная продолжительность учитываемого 
Атмосферного блокинга

ТР
- термический режим

УКЛТ
- угловой коэффициент линейного тренда

УФО
- Уральский федеральный округ

ЧС
- чрезвычайная ситуация

ЮС
- Южная Сибирь

 

 

 
ВВЕДЕНИЕ 

Актуальной проблемой пожарной безопасности, а также безопасности при 

чрезвычайных 
ситуациях 
является 
совершенствование 
методик 

прогнозирования рисков возникновения ландшафтных пожаров.  

Наибольший интерес ее решение представляет для регионов мира, в 

которых эти природные явления возникают наиболее часто и причиняют 

значительный ущерб их населению, экосистемам и экономике. В России к ним 

относятся многие ее регионы, расположенные в Сибири.  

Согласно 
существующим 
представлениям 
о 
факторах 
риска 

возникновения ландшафтных пожаров, к числу значимых, но в то же время 

весьма 
изменчивых 
и 
трудно 
прогнозируемых, 
относятся 

гидрометеорологические факторы. Многие из этих факторов выявлены и 

успешно применяются при разработке краткосрочных и среднесрочных 

прогнозов пожароопасности в лесах подразделениями государственной 

противопожарной службы МЧС России и лесной охраны. Вместе с тем для 

разработки долгосрочных прогнозов рисков возникновения ландшафтных 

пожаров в Сибири, обладающих удовлетворительной оправдываемостью, 

современная изученность особенностей таких факторов недостаточна.   

Поэтому целью данной монографии является изучение статистических 

свойств атмосферных процессов, способных влиять на изменения удельного 

содержания влаги в горючем материале, который располагается на тех или иных 

территориях Сибири.  

Для ее достижения рассмотрены существующие представления о 

гидрометеорологических факторах риска возникновения ландшафтных пожаров 

и методиках его прогнозирования. Проанализированы тенденции изменений 

характеристик гидротермического режима различных районов Сибири, для 

месяцев повышенной пожароопасности 1979 - 2021 годов. Изучены также их 

связи с вариациями суммарных продолжительностей атмосферных блокингов, 
возникавших над теми или иными районами, а также с изменениями ледовитости 

акваторий и уровней водных поверхностей арктических морей. Выявлены 

значимые связи межгодовых изменений рисков возникновения в летние месяцы 

климатообусловленных опасных природных явлений в Арктической зоне 

Сибири с вариациями температур воздуха в ее Лесной зоне, происходившими в 

весенние месяцы.  

Полученные результаты свидетельствуют о разрешимости проблемы 

прогнозирования 
рисков 
возникновения 
в 
арктической 
зоне 
Сибири 

ландшафтных пожаров и других климатообусловленных природных явлений с 

заблаговременностью 
единицы 
месяцев. 
Поэтому 
монография 
может 

представлять интерес не только для широкого круга ученых географов, экологов 

и климатологов, но и для сотрудников противопожарных подразделений, 

которым рекомендуется учитывать ее выводы в своей практической 

деятельности. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. ИЗМЕНЧИВОСТЬ РИСКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛАНДШАФТНЫХ 

ПОЖАРОВ, КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ 

1.1. Ландшафтные пожары в Сибири 

Неконтролируемые 
процессы 
горения, 
стихийно 
возникающие 
в 

природных 
ландшафтах, 
которые 
согласно 
[126] 
принято 
называть 

ландшафтными пожарами (далее ЛП), являются одним из факторов, способных 

существенно нарушать устойчивость развития социально-хозяйственных систем 

многих регионов мира, а также весьма распространенной причиной 

возникновения в них чрезвычайных ситуаций (далее ЧС). Они могут приводить 

к гибели людей, животных и растений, вызывать значительные нарушения 

сукцессии в любых природных экосистемах суши, активизировать эрозию почв 

и выброс в атмосферу парниковых газов, а также загрязнять воздушную среду 

пирогенными аэрозолями.  

ЛП возникает в результате воздействия на горючий материал, 

находящийся на изучаемой местности, некоторого воспламеняющего фактора, 

при условии, что существующие на ней метеоусловия способствуют 

распространению пламени [26, 27, 88 - 92, 96, 118, 122, 136, 137].   

Воспламеняющий фактор – неумышленный или умышленный поджог, 

удар молнии, самовозгорание – событие, которое для пожарных всегда является 

неожиданным и случайным.  

Количество таких событий, происходящих на некоторой территории за тот 

или иной месяц - случайная величина. Распределение вероятности ее значений, 

при условии, что все эти события независимы, может быть описано законом, 

близким к закону Пуассона [73].  

Повторяемость ЛП на рассматриваемом участке зависит от координат, а 

также месяца и года. Ее межгодовые изменения – нестационарный случайный 

процесс, который может быть представлен как сумма многочисленных 

компонентов.  

Каждый из таких компонентов обусловлен действием тех или иных 
причин, многие из которых являются ненаблюдаемыми. Поэтому изменения 

количества ЛП, которые могут возникнуть на той или иной местности за 

некоторые отрезки времени, целесообразно рассматривать как случайный 

процесс.   

Статистические свойства этого процесса на различных участках земной 

поверхности и для разных месяцев различны. 

Случайной величиной является также размер ущерба, который на том или 

ином участке может быть нанесен вероятным в будущем ЛП.  

Размер ущерба зависит от сезона, количества и степени увлажненности 

горючего материала, который к моменту начала ЛП накопится на 

рассматриваемом участке, от его рельефа, почв, типа и состояния биоценоза, 

повторяемости сильных ветров, особенностей действия на нем антропогенных и 

многих других факторов.  

По указанным причинам случайной величиной является также риск, 

обусловленный ЛП (далее РЛП), который вероятен в некотором месяце на таком 

участке.  

При прочих равных условиях, РЛП на некоторой местности тем выше, чем 

больше количество находящегося на ней горючего материала, а также меньше 

удельное содержание в нем воды. Этот показатель определяется особенностями 

ландшафта местности, средней температурой и влажностью приземного воздуха, 

средней интенсивностью выпадающих на ней атмосферных осадков, а также 

скоростью ветра, определяющей интенсивность миграции из него водяного пара 

в другие воздушные слои.   

Поэтому к основным показателям гидротермических условий на 

изучаемой территории, определяющим РЛП, относятся месячные суммы 

выпадающих на ней атмосферных осадков (МСО), среднемесячные темературы 

воздуха в приземном слое атмосферы (СМТ), а также месячная повторяемость 

ветра, скорость которого превышает некоторый уровень (МПВ).  

Значения РЛП для различных местностей существенно зависят как от их 

географического положения, так и от времени. Поэтому учет их прогнозов 
необходим при планировании любых видов хозяйственной деятельности, в том 

числе 
и 
основных 
мероприятий 
подразделений 
Государственной 

противопожарной службы МЧС России. 

Согласно существующим представлениям о причинах возникновения ЛП 

[105, 169], главной среди них является накопление на соответствующей 

территории достаточно сухого горючего материала.  

Особенности влияния этого фактора, проявляющиеся на тех или иных 

местностях, зависят от характера соответствующих фитоценозов, а также от 

метеорологических процессов, способствующих как их увлажнению, так и их 

высыханию. Поэтому совершенствование методов и средств предотвращения 

ЛП является актуальной, комплексной, социально значимой проблемой не 

только пожарной безопасности, но также физической и биогеографии, 

метеорологии и климатологии. 

Наибольший интерес решение рассматриваемой проблемы представляет 

для регионов мира, в которых ЛП возникают наиболее часто и наносят 

значительный ущерб их населению, экономике и природным экосистемам. В 

России к ним относятся регионы, которые расположены в Сибири и входят в 

Сибирский 
федеральный 
округ 
(далее 
СФО), 
а 
также 
частично 
в 

Дальневосточный федеральный округ (далее ДФО). 

Территории упомянутых регионов России показаны на рис. 1.1.  

Из рис. 1.1 следует, что к таким регионам относятся Ямало-Ненецкий и 

Ханты-Мансийский автономные округа; Республики: Алтай, Бурятия, Саха 

(Якутия), Тыва и Хакасия; края: Забайкальский, Алтайский и Красноярский, а 

также области: Тюменская, Омская, Томская, Новосибирская, Кемеровская, 

Иркутская и Амурская.  

Перечисленные регионы России относятся к Западной, Восточной, Южной 

Сибири, Северо-Восточной Сибири, а также к их Арктическим зонам. Они 

заключены между параллелями 70о с.ш. и 50о с.ш., а также меридианами 60о в.д. 

и 180о в.д.  
Рис. 1.1. Расположение территорий субъектов Российской Федерации, 

относящихся к Сибири (7- Кемеровская область) 

 

ЛП, которые возникают на их территориях, как правило, относятся к 

лесным, степным, торфяным и тундровым.  

Лесной пожар – неконтролируемое распространение огня по лесной 

растительности. Такие пожары в Сибири могут быть как низовыми, так и 

верховыми. 

Около 98% лесных пожаров в Сибири являются низовыми. Такие пожары 

сложно обнаруживать, поскольку они скрыты под кронами деревьев. Вследствие 

последнего, к моменту начала ликвидации подобных пожаров, их площадь 

может достигать весьма значительных размеров.  

Особо опасны крупные верховые лесные пожары, которые возникают в 

условиях засушливой погоды и сильного ветра, так как при этих явлениях пламя 

очень быстро распространяется, а их суммарная площадь может достигать сотен 

тысяч гектаров.  

Лесной пожар, даже если он не уничтожает растения и животных, 
вызывает уменьшение прироста древесины, ухудшает состав лесов, почвенные 

условия, усиливает ветровалы и буреломы, увеличивает количество сухостоя, 

ведет к массовому распространению вредных насекомых. Поэтому лесной пожар 

– стихийное бедствие. 

Средняя температура горения лесных горючих материалов 500 - 900°C. 

Высота факела пламени определяется видом и силой пожара, скоростью ветра, 

шириной кромки и для низового пожара составляет 0,05 - 3 м, для верховых 

пожаров от 3 до 15 м (над уровнем древостоя). 

Принято считать, что до 75% лесных пожаров возникает по вине человека. 

Происходит это, в основном, вблизи населенных пунктов и автодорог, а также в 

хвойных молодняках, наиболее опасных в пожарном отношении. Поэтому 

вокруг 
городов 
и 
поселков, 
окруженных 
лесом, 
устанавливаются 

пожароопасные зоны, расположенные в радиусе 5 - 10 км от их границ [90].  

Существенной причиной возгораний в лесных массивах могут служить и 

удары в землю молний. К возникновению лесного пожара может привести также 

присутствие на земной поверхности бутылок и осколков битого стекла, которые 

способны сфокусировать солнечные лучи на горючем материале, а также 

некоторые другие процессы. 

Степной пожар - стихийное, неконтролируемое распространение огня по 

степной или луговой растительности, которое способствует ветровой эрозии 

почв, а также деградации соответствующих фитоценозов, так как выгоревшие 

участки быстро зарастают сорными травами - полынью, ковылем, и др.  

Основой 
причиной 
возникновения 
степных 
пожаров 
являются 

антропогенные факторы, в том числе пал травы. Грозовые разряды вызывают их 

значительно реже. 

По механизму распространения огня степной пожар во многом подобен 

низовому лесному пожару, однако при этом виде ЛП скорость распространения 

пламени выше, так как степные травы, в сравнении с лесной подстилкой, 

существенно быстрее высыхают, а значит, они легче воспламеняются. 

Существенно ускоряет распространение степного пожара также приземный 
Доступ онлайн
2 100 ₽
В корзину