Площадь лесных пожаров в Сибири превысила миллион гектар. Это бедствие — как раковая опухоль: лучше обнаружить и подавить его на самой ранней стадии. Способна ли наука найти для этого эффективные решения?
«Перед ответом на этот вопрос стоит сделать две важные ремарки, — считает первый заместитель директора ИВТ СО РАН кандидат физико-математических наук А.В. Юрченко. — Во-первых, в последние десятилетия мы наблюдаем по всей Земле существенные климатические изменения с повышением глобальной среднегодовой температуры и изменением ее распределения по планете, с перераспределением воздушных и водных потоков, с ростом числа погодных и других природных аномалий, в том числе природных пожаров. Во-вторых, природные лесные пожары являются естественными инструментами для очистки территорий от старых, заросших и часто больных лесов, обновления поверхностного слоя почвы и насыщения ее продуктами горения, одним из лучших удобрений. Поэтому польза и вред лесных пожаров всегда рядом».
Тем не менее, события последних дней показывают несоизмеримость первого и второго. Уже нанесен не исчисленный пока ущерб — лесным и природным ресурсам, предприятиям и компаниям, коммуникациям, имуществу и здоровью людей. Чтобы справиться с пожаром минимальными усилиями, считают в ИВТ СО РАН, следует как можно раньше обнаружить его очаг, оценить масштаб и спрогнозировать распространение. «Это три классических научных задачи, решаемые путем мониторинга, анализа и моделирования, — акцентировал А.В. Юрченко, — И в их решении у сибирских ученых наработан большой арсенал средств: от технологий получения и сбора информации, ее оперативной обработки и анализа, до методов компьютерного моделирования».
Мониторинг. Это ключевой инструмент. Мониторинг можно организовать с помощью наземных средств наблюдения, но, с учетом масштабов сибирских лесов, это весьма дорогостоящее мероприятие. Более эффективным является использование данных дистанционного зондирования Земли из космоса: территорию Сибири сканирует множество спутников с различной частотой съемки, с мульти-, гиперспектральными и радарными сенсорами со средним и высоким (вплоть до метрового) разрешением. Центры мониторинга в Новосибирске (ИВТ СО РАН, НИЦ «Планета»), Красноярске (ФИЦ КНЦ СО РАН), Барнауле (АлтГУ) получают и накапливают данные дистанционного зондирования с различных спутников, осуществляя их предварительную обработку.
Анализ. В ИВТ СО РАН, ИАиЭ СО РАН, ИГМ СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН, АлтГУ и других организациях работают высококвалифицированные команды специалистов в области анализа изображений, в том числе, получаемых со спутников. Ими разработаны технологии обнаружения аномальных тепловых точек, источников и путей распространения аэрозолей в воздухе, проведены работы по их ретроспективному анализу на основе накопленных данных, покрывающих более чем десятилетний период.
Прогнозирование. В ФИЦ КНЦ СО РАН, ИВТ СО РАН, ТГУ созданы математические модели, методы и компьютерные алгоритмы для прогнозирования распространения пожаров, в том числе на основе проводимого ретроспективного анализа данных о пожарах прошлых лет.
Примером результатов научных исследований, которые можно и нужно применять для анализа пожарной обстановки больших территорий, являются разработанные в ИВТ СО РАН программные инструменты, позволившие исследовать пространственно-временное распределение термальных аномалий (термоточек) на территории Евразии.
Результат агрегации данных за 2013-2014 гг демонстрирует плотность термоточек на территории Северной Евразии
Сезонное распределение числа термоточек, зарегистрированных на исследуемой территории за период 2010-2017 гг.
Созданная в ИВТ СО РАН система (подробнее смотрите на сайте http://sdc.esemc.nsc.ru) позволяет осуществлять мониторинг пожарной обстановки в режиме реального времени. Так, в последнее время отчетливо наблюдается задымление территории Новосибирской области, которое зафиксировано на снимках, принимаемых с космических аппаратов TERRA и AQUA.
Собранный в единую карту фрагмент территории Западной Сибири по состоянию на 22.07.2019 вместе с точками термальных аномалий
«Комбинирование имеющихся у сибирских ученых компетенций по мониторингу, анализу и прогнозированию развития лесных пожаров с возможностями МЧС Российской Федерации и Федерального агентства лесного хозяйства РФ может дать кумулятивный эффект в вопросе своевременного выявления лесных пожаров и формирования стратегии их предотвращения,— убежден А. Юрченко. — Осталось только найти сильную волю и желание. А средств для этого понадобится немного. Гораздо меньше, чем на ликвидацию последствий вовремя не остановленной стихии».
