Оценка ежегодных размеров пожарных эмиссий углерода с использованием спутниковых данных

Оценка ежегодных размеров пожарных эмиссий углерода с использованием спутниковых данных

 

Метод оценки объемов эмиссий углерода, углекислого и других парниковых газов от лесных пожаров базируется на комплексном анализе данных о пройденных огнем площадях, степени повреждения лесной растительности и запасах лесных горючих материалов исследуемой территории.

Карты запасов лесных горючих материалов (ЛГМ) являются результатом комплексного анализа карты растительности России, данных государственного учета лесного фонда, карты почв России, цифровой модели рельефа и базы данных по биологической продуктивности лесных экосистем на тестовых площадках в различных лесорастительных зонах (Сочилова и др., 2009). ЛГМ рассчитаны по 4 вертикальным фракциям лесных насаждений: верхний полог, подрост/подлесок, напочвенный покров и лесная подстилка.

Карты растительности, площадей пожаров и степени повреждения лесов формируются в результате обработки данных дистанционного зондирования, получаемых по спутниковым приборам среднего пространственного разрешения Terra-Modis (Барталев и др., 2011; Стыценко и др., 2013). Степень повреждения лесов пожарами,  выражаемая средневзвешенной категорией состояния (СКС) древостоев, оценивается с использованием многолетних рядов данных спутниковых наблюдений на основе ранее установленной взаимосвязи между значением указанной характеристики и величиной нормализованной разности коротковолнового вегетационного индекса.

Метод оценки пожарных эмиссий предусматривает определение типа пожара и его интенсивность, оценку расходов ЛГМ и углерода, а также других парниковых газов, выделяющихся в процессе горения на всей территории России (Ершов и др., 2009).

Выделяются верховые и низовые лесные пожары. Восстановление типа и интенсивности пожара осуществляется путем совмещения двух цифровых карт: средневзвешенная категория состояния поврежденной лесной растительности в результате пожара и зоны возможного распространения верхового горения.

Масса сгорающих органических материалов на каждом пройденном огнем участке находится через запасы ЛГМ до пожара и долю расходуемых горючих материалов, зависящих от типа и интенсивности пожара.

Таблица – Доля сгорающих лесных горючих материалов при лесных пожарах

Тип пожара Интенсивность горения Доля сгорающих ЛГМ
Полог древостоя Подрост и подлесок Напочвенный покров с опадом Лесная подстилка
Верховой Очень высокая 1.0 1.0 1.0 1.0
Низовой Высокая 0.1 1.0 1.0 0.7
Средняя 0 0.4 0.8 0.4
Низкая 0 0 0.4 0
 
Общая масса сгоревших органических материалов находится как сумма расходов ЛГМ по всем пройденным огнем участкам. Как пример на рисунке 1 приводится пространственное распределение размеров эмиссии углерода от лесных пожаров территории Амурской области в 2012 году.

Предложенный метод использовался для количественных оценок эмиссий углерода и парниковых газов от лесных пожаров на всей территории России с 2006 по 2013 годы с использованием продуктов, полученных по спутниковым приборам среднего пространственного разрешения Terra-Modis.  Результаты расчетов будут представлены в статье.

Наибольший вклад в общий объем расходов (2006 -2013 гг.) внесли пожары 2012 года. Более 32% всех площадей пожаров пройдено в 2012 году, при этом расходы углерода во время пожаров составили 39% (рисунок 2). Это свидетельствует о катастрофичности нарушений пожаров 2012 года, большинство из которых было зарегистрировано на лесных территориях Сибири и Дальнего Востока.

(а)

(б)

(в)

Рисунок  1 – Фрагменты карт повреждений (а), типа и интенсивности пожаров (б) и

эмиссий углерода за 2012 год на территории Амурской области (в). Площадь пикселя составляет 6,25 га. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Распределение эмиссии углерода от пожаров по годам за период с 2006 по 2013 гг.

 

Литература:

  1. Сочилова Е.Н., Ершов Д.В., Коровин Г.Н. Методы создания карт запасов лесных горючих материалов низкого пространственного разрешения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Выпуск 6. Т.2. С.441-449.
  2. Барталев С.А., Егоров В.А., Ершов Д.В., Исаев А.С., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Уваров И.А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011.Т.8.№4.С.285-302.
  3. Стыценко Ф.В., Барталев С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А. Метод оценки степени повреждения лесов пожарами на основе спутниковых данных MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2013. Т.10. № 1. С.254-266.
  4. Ершов Д.В., Ковганко К.А., Сочилова Е.Н. ГИС-технология оценки пирогенных эмиссий углерода по данным Terra-MODIS и государственного учета лесов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Выпуск 6. Т.2. С.365-372.

 

Направление ведут: Ершов Д.В., Сочилова Е.Н.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *