В Кулик - Гидрологический прогноз лесных пожаров и их предотвращение

Можно выделить две группы предикторов, определяющих пожароопасность лесов.

А. Ранние предикторы: 1) низкий сток воды; 2) быстрый спад гидрографа стока; 3) изменение кривой спада от вогнутой формы к выпуклой.

В. Поздние предикторы: 1) стабилизация спада до величины глубокого стока; 2) резкий спад после промежуточных небольших дождей; 3) выпуклая форма кривой спада после промежуточных дождей; 4) резкая стабилизация спада к глубокому стоку спустя несколько дней после небольшого дождя.

Появление этих последних предикторов означает, что вероятность лесного пожара увеличивается.

Использование математических приемов анализа условий возникновения пожаров бесспорно повысит точность прогностической модели. Но и предлагаемый метод прогноза привлекателен своей простотой и ясностью и может быть реализован с помощью несложной компьютерной техники. Для выпуска прогноза необходимо иметь гидрограф стока, построенный на полулогарифмической клетчатке, где хорошо будет видно, что произойдет с кривыми спада до начала сильного пожара.

Рассмотрим возможности предотвращения лесных пожаров на основе информации об их гидрологическом прогнозировании. Прежде подчеркнем основные преимущества гидрологического метода прогноза по сравнению с метеорологичским. Во-первых, данные по спаду обычно более точны, более представительны для всего водосбора, чем метеорологические измерения по ограниченному числу станций. Метеорологическая станция обычно контролирует погодные условия только в ее окрестности. Гидрологические данные в замыкающем створе характеризуют погоду по водосбору в среднем, нивелируя ее случайные пространственные колебания. Во-вторых, исключается необходимость определять самый "трудный" метеорологический элемент - испарение. В-третьих, если в какой-то день происходит ошибка в оценке интенсивности спада гидрографа стока, то она никак не влияет на определение величины спада в последующие дни. Очевидные преимущества гидрологического метода не означают, однако, что используемые метеорологические индексы и прочая техника прогноза должны быть упразднены и забыты. Гидрологическая техника только дополняет их.

Интенсивность спада гидрографа показывает емкость водоносных горизонтов и их способность подпитывать верхние слои почвы за счет капилярного поднятия. Так как деревья могут получать воду из нижних почвенных горизонтов, то они могут пережить даже экстремальную засуху. Но когда эти внешние резервы истощаются, лес засыхает. Такое состояние описано в литературе о лесных пожарах Люком [5] как особенно провоцирующее их возникновение. Никакие погодные изменения, кроме сильного ливня, не смогут спасти положение. Повышение влажности воздуха, уменьшение скорости ветра, даже морось в течение нескольких дней могут только отсрочить возникновение пожара, но не исключить его. На водосборе просто нет запасов воды.

В описанной ситуации опасность пожара гораздо больше, чем экстремальная и можно предложить ввести новую категорию в рейтинге пожарной опасности как "критическую". Этот термин используется в медицине для описания состояния между жизнью и смертью. Критическая пожароопасность начинается, когда: 1) состояние, описываемое обычной техникой пожароопасности, оценивается как экстремальное; 2) гидрологические предикторы (сток и графики кривых спада ) такие же, если не хуже, чем до предыдущего "экстремального" пожара.

Более точный и заблаговременный прогноз всегда повышает нашу способность предотвратить любую беду. Однако трудно убедить людей соблюдать осторожность все время. Даже если и существуют средства активного предотвращения катострофического пожара, невозможно, чтобы люди часто пользовались ими. Предупреждение об "экстремальной" пожаоропасности передаются почти каждый год в течение лета. Как видно из данных архивных материалов вероятность появления критической пожаропасности составляет 1 раз в 20 лет. Использование активных методов предотвращения пожаров каждое лето при "экстремальной" пожароопасности - слишком дорогое и не эффективное мероприятие. Но 1 раз за 20 лет - это можно позволить.

Наиболее очевидный путь активных мер - вызвать искусственно дождь. Но эта мера не эффективна в период засухи. Положение меняется, если мы заблаговременно знаем, что водные ресурсы водосбора скоро истощатся и что есть несколько недель для принятия активных мер для предотвращения большого пожара. В течение этих недель могут пройти небольшие ливни или грозы и в эти дождливые дни возможна эффективная обработка облаков. Целью такой обработки является не увеличение количества осадков на большой площади, а просто перенацеливание дождя на водосбор. Это может быть сделано с помощью известной техники провоцирования "преждевременного" ливня, когда облака проходят над намеченной целью - водосбором, где начинаются пожары.

Когда засуха не прерывается ливнем или нет подходящих облаков для его стимулирования, преднамеренный пал может быть альтернативным методом для уменьшения опасности сильного пожара. Располагая несколькими неделями для маневра можно всегда выбрать день, когда погода подходит для пала и не вызовет неуправляемое распространение огня. Положительный опыт управляемого пожара существует во многих странах.

Понятно, что эффективность методов тушения и предупреждения лесных пожаров в значительной мере определяется точностью и заблаговременностью методов прогноза пожароопасности. Техника предлагаемых прогнозов может быть усовершенствована путем одновременного учета в модели характеристик минимального стока и погодных условий. Возможно распространение данного метода на другие на новые водосборы, где за период наблюдений не было пожаров, на основе гидрологической аналогии и использования статистических методов анализа.

Простейший графический метод прогнозирования

1= суммированое испарение, мм ;

2= расход, м3/с;

3= сток, мм/ час;

4= суммированые осадки, мм .

--------------------------------------------------------------

1969. Водосбор = 671 км2, 30 километров SSW от столицы Австралии,евкалипт.

--------------------------------------------------------------

45 градусов = рецессия во время ХОЛОДНЫХ периодов.

--------------------------------------------------------------

Вертикальные маштабы должны быть одинаковы во все годы.

--------------------------------------------------------------

1972 Каждое лето - много малых пожаров. Пожар > 1 км2, когда Q < 0.1 м3/с + рецессия > 45 градусов.

--------------------------------------------------------------

1973. 1969-1973: кумулятивное испарение = 2 * кумулятивные осадки.

--------------------------------------------------------------

1974. кумулятивное испарение < 2 * кумулятивные осадки.

Проблема базы данных Meteo: "отрицательный дождь" ( 1974 , октябрь). Следовательно, ошибка в ежедневном Meteo индексе пожароопасности.