Риск пожароопасности в различных регионах России и его возможные изменения в ХХI веке

Риск пожароопасности в различных регионах России и его возможные изменения в ХХI веке

по модельным расчетам

А.В. Чернокульский1, И.И. Мохов1, И.М. Школьник2

1Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова, Российская Академия Наук, Москва2Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова, Санкт-Петербург

XII Всероссийская конференция молодых ученых«Состав атмосферы. Атмосферное электричество. Климатические процессы»

САтЭП−2008Россия, Ярославская область, г.Борок

20-22 мая 2008 г.


САтЭП−2008Борок, 20-22 мая

Риск пожароопасности в различных регионах России и его возможные изменения в ХХI веке по модельным расчетам

Лесные пожары – одно из наиболее опасных региональных последствий общего потепления климата. [1]

В данной работе оценены режимы пожароопасности для российских регионов при возможных изменениях климата в XXI в.

Для анализа использовались результаты численных расчетов с использованием региональной климатической модели ГГО для Европейской и Азиатской частей России (суточные данные на сетке с шагом около 50 км). [2,3]

В качестве характеристики пожароопасности использовался индекс Нестерова и его различные модификации. [4]

[1] И.И. Мохов, А.В. Чернокульский, И.М. Школьник. Региональные модельные оценки пожароопасности при глобальных изменениях климата. Доклады Академии Наук, Геофизика, 2006, том 411, №6, c 808-811.

[2] И.М. Школьник, В.П. Мелешко, Т.В. Павлова. Региональная гидродинамическая модель атмосферы для исследования климата на территории России. Метеорология и гидрология, 2000, №4, с 32-49

[3] И.М. Школьник, В.П. Мелешко, В.М. Катцов. Региональная климатическая модель ГГО для территории Сибири. Метеорология и гидрология, 2007, №6, с 5-18

[4] В.Г. Нестеров. Горимость леса и методы ее определения. М.: Гослесбумага. 1949.



Расчет индекса Нестерова

max3

max )( TTTImmp

dewN

Индекс Нестерова ( ) используется для оценки метеорологических условий горимости лесов.

Он определяется по данным метеорологических наблюдений, согласно:

Здесь:

NI

maxT

dewT

- максимальная температура

- температура точки росы

суммирование проводится для тех дней, когда количество осадков P за сутки не превышает 3 мм. При P > 3 мм величина обнуляется.NI

2С][ NI



Расчет индекса Нестерова

На практике значения индекса Нестерова разбивается на 5 диапазонов, которым соответствуют определенные режимы с разным уровнем пожароопасности.

NI < 300 (режим I) не пожароопасные условия

300 < < 1000NI (режим II) малый уровень пожароопасности

1000 < < 4000NI (режим III) умеренный уровень пожароопасности

4000 < < 10000NI (режим IV) высокий уровень пожароопасности

> 10000NI (режим V) экстремальный уровень пожароопасности



Индекс Нестерова для различных районов России

Распределение значений среднего летнего индекса пожароопасности

для конца ХХ в (1991-2000гг).NI

Сплошными линиями обозначена граница леса (доля леса 0.1, 0.3, 0.5), полученная по спутниковым данным. [5]

[5] Hansen, M., R. DeFries, J.R.G. Townshend, and R. Sohlberg. Global land cover classification at 1km resolution using a decision tree classifier. International Journal of Remote Sensing, 2000, 21, pp. 1331-1365.



Изменение индекса Нестерова в 21 веке

Относительные изменения* среднего летнего индекса пожароопасности относительно конца ХХ в.: к середине (а) и к концу (б) XXI в

а) 2041-2050 б) 2091-2100

* Отнормированы на осредненное за период 1991-2000 значение среднего летнего индекса пожароопасности




Относительные изменения среднего летнего индекса пожароопасности относительно конца ХХ в.: к середине (а) и к концу (б) XXI в

а) 2041-2050 б) 2091-2100




Распределение значений среднего летнего индекса пожароопасности для конца ХХI в (2091-2100гг).



Риск пожароопасности для различных сценариев эмиссии парниковых газов

а) 2041-2050 б) 2091-2100

* Отнормирована на осредненное за период 1991-2000 значение среднего летнего индекса пожароопасности

Разница* среднего летнего индекса пожароопасности между сценариями эмиссии парниковых газов А2 и В2 для середины (а) и конца (б) XXI в



Расчет модифицированного индекса Нестерова

PdewMN kTTTI maxmax )(

При анализе использовался также модифицированный индекс Нестерова (основан на индексах Жданко и Нестерова), который рассчитывался следующим образом [6,7]:

PkЗдесь - коэффициент учета осадков

PkP (мм) 0 0,1-0,9 1-2,9 3-5,9 6-14,9 15-19,9 ≥20

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,1 0

[6] Жданко В.А., Гриценко М.В. Метод анализа лесопожарных сезонов: Практические рекомендации. Л.:ЛНИИЛХ, 1980.

[7] P. Ya. Groisman, et. al. Potential forest fire danger over Northern Eurasia: Changes during the 20th century. Global and Planetary Change, 56, 2007, pp. 371–386.



Различия между индексами

2041-2050Индекс Нестерова

2041-2050Модифицированный индекс

Нестерова

В целом, относительные изменения и в XXI веке друг от друга существенно не различаются, за одним исключением:

MNINI



Влияние перераспределения осадков

Различия между индексами связаны с разным учетом осадков. Заметное влияние оказывает изменение в XXI в. распределения осадков по их количеству.

Изменение количества дней с суточной суммой осадков > 3 мм (в середине XXI в. относительно конца XX в.)

Изменение количества дней с суточной суммой осадков < 3 мм (в середине XXI в. относительно конца XX в.)



Индекс пожароопасности в Забайкалье

Изменение индексов пожароопасности* в Забайкалье(51°с.ш.-53°с.ш., 110°з.д.-115°з.д.): индекса Нестерова (а),модифицированного индекса Нестерова (б)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

1991-2000

2041-2050

2091-2100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

а

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

1991-2000

2041-2050

2091-2100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

б

*Средне-десятилетние ежедневные значения индексов пожароопасности (отнормированные на среднелетнее за период 1991-2000 гг.)



Основные выводы

Основные выводы:

• Лесной зоне России соответствуют, главным образом, режимы с относительно невысоким уровнем пожароопасности (исключение составляют леса Забайкалья).

• К концу XXI века риск пожароопасности растет в южных и в центральных регионах России, в том числе в низовьях Волги и Дона, а также в Западной Сибири. Для северных регионов тенденции изменений неоднозначны и существенно зависят от антропогенных сценариев.

• В отдельных регионах (в частности в Забайкалье) в XXI веке можно ожидать смещение пика пожароопасного периода с августа на июль.

Documents

Риск пожароопасности в различных регионах России и его возможные изменения в ХХI веке