О лесных пожарах

Создается впечатление, что лесные пожары возникают по всему миру все чаще и бушуют все дольше.

Если это так, то какие последствия ожидают людей и экосистемы?

Рождество 2019 г. в австралийском штате Новый Южный Уэльс выдалось особенно жарким. Лесные пожары, первые очаги которых были зафиксированы еще в сентябре, превратились в рекордное по своим масштабам стихийное бедствие, невиданное до 2003 г, при этом пик пожароопасного периода в Австралии ожидается только в середине января.  К началу декабря было уже уничтожено около 2,1 млн гектаров леса, погибло 6 человек.

В прошлом году всплески пожарной активности в различных регионах мира наблюдались раньше обычного и длились намного дольше. И хотя пожары считаются естественными циклами жизни некоторых экосистем, увеличение их площади и частоты представляет угрозу для окружающей среды и здоровья населения, подавая тревожный сигнал о том, что мир становится все более пожароопасным.

К середине августа  2019 г. в Европе было зарегистрировано  более 1600 очагов лесных пожаров, что в три раза больше среднего значения за десятилетие, а пожары во Франции и Испании были особенно сильными. Система мониторинга атмосферы программы "Коперник" (CAMS), отслеживающая выбросы загрязняющих веществ в результате природных пожаров, зафиксировала интенсивные возгорания в Сибири и Арктике, площадь которых превысила 100 000 футбольных полей. "Такие беспрецедентные по своим масштабам пожары не наблюдались в Якутии за последние 17 лет", ― отметил д-р Марк Паррингтон, старший научный сотрудник CAMS. И хотя лесные пожары в определенное время года весьма ожидаемы, их продолжительность и площадь увеличилась. В Амазонии было зарегистрировано 70 000 очагов пожаров, огонь охватил несколько штатов Бразилии. В  Индонезии  ситуация с лесными пожарами в сентябре была сопоставима с катастрофой 2015 г., когда в атмосферу было выброшено  884 млн тонн  углекислого газа.

По данным  NASA , начиная с 1950 гг. число и площадь пожаров на западе США неуклонно растет, а с 1970 гг. наблюдаются так называемые "мегапожары", охватывающие территорию более 40 000 гектаров.

Ежедневная излучающая мощность в ваттах на кв. м с (01/12/2018 по 30/11/2019)

Необходимыми условиями возникновения природного пожара являются сухая погода, горючий материал и источник возгорания, при этом, по мнению  ученых , самым важным и непредсказуемым фактором является погода, поскольку интенсивность пожара и скорость его распространения зависят от температуры, влажности, уровня осадков и скорости ветра. Самые сильные пожары возникают в условиях жаркой, сухой и ветреной погоды.

Аномалия приземной температуры воздуха в январе 2019 г. по сравнению со средней температурой января за период 1981 – 2010 гг. Источник: ERA-Interim. (Изображение предоставлено Службой мониторинга изменения климата программы "Коперник", Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды)


Согласно метеоданным за 1981 – 2010 гг., всплеск пожарной активности в январе 2019 г. в Австралии совпал с  периодом рекордно высоких температур и одной из самых сильных засух . Анализируя метеоданные за 35 лет, предоставленные Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований,  эксперты  отметили увеличение продолжительности пожароопасных периодов на четверти земной поверхности, покрытой растительностью.

Эксперты Европейской информационной службы мониторинга лесных пожаров ( EFFIS ) также предупреждают об изменении характера "поведения" природных пожаров: огонь распространяется быстрее и более непредсказуемо, становится более интенсивным, раскидывает горящие предметы на большие расстояния, охватывая все большие и большие площади. И хотя пожары являются неотъемлемой частью природного цикла, экосистемы и население  могут быть не готовы  к таким переменам. Например, по словам д-ра Паррингтона, ранее пожары никогда не распространялись на территорию  влажного тропического леса в северо-восточной части Нового Южного Уэльса .

Цель прогнозирования ― спасти жизни

Прогнозирование места и времени возникновения пожара поможет спасти жизни и уменьшить экологический и экономический ущерб. Если система мониторинга атмосферы программы "Коперник" (CAMS) предоставляет информацию о реальном числе пожаров по всему миру, то метеорологический показатель пожарной опасности (Fire Weather Index) на основе метеорологических переменных помогает прогнозировать степень пожарной опасности.

Эксперты Европейской информационной службы мониторинга лесных пожаров (EFFIS), которая входит в  Службу управления чрезвычайными ситуациями программы "Коперник" (CEMS) , используют этот показатель для составления краткосрочных прогнозов пожароопасной ситуации, а сотрудники  Службы мониторинга изменения климата программы "Коперник" (C3S)  ― в целях долгосрочного прогнозирования, поскольку он позволяет оценить интенсивность пожара, которая зависит от скорости его распространения и количества горючего материала.

Вместе с дымом, сажей и золой в атмосферу попадают угарный газ (CO), углекислый газ (CO2), метан, оксиды азота, черный углерод и взвешенные частицы, которые ухудшают качество воздуха в ее нижних и верхних слоях. По мнению экспертов программы "Коперник", опасные вещества, поступающие в атмосферу при лесных пожарах, приводят к  "большему загрязнению воздуха, чем промышленные выбросы" .

Негативные последствия для здоровья

Воздействие дыма, и особенно мелкодисперсных частиц, даже в течение короткого времени, приводит к целому ряду респираторных и сердечных заболеваний, которые могут стать хроническими. Согласно данным Центра по контролю заболеваний ( CDC ), сотни тысяч смертей ежегодно напрямую связаны с воздействием дыма. Данные CAMS по содержанию в атмосфере взвешенных частиц свидетельствуют о том, что в течение всего года в Испании, Франции, Гималаях и многих других регионах в воздухе содержалась повышенная концентрация мелкодисперсных частиц (PM 2.5), причиной которой стал дым от пожаров.

Согласно  недавнему исследованию , в США повышенная концентрация частиц PM 2.5 ежегодно приводит к преждевременной смерти около 10 000 – 30 000 человек. Ученые предполагают, что к концу столетия эта цифра возрастет вдвое по сравнению с данными на начало 2000-х гг.

И поскольку ожидается, что в будущем число пожаров будет только расти, оценка выбросов загрязняющих веществ приобретает все большее значение для сохранения здоровья населения. CAMS предоставляет пятидневные прогнозы маршрута перемещения мелкодисперсных частиц и загрязняющих веществ, содержащихся в шлейфе дыма. "Благодаря предоставляемым CAMS данным и прогнозам состава глобальной атмосферы мы сможет провести мониторинг и оценку потенциальных последствий дымового загрязнения во всех регионах мира, ― заявил д-р Паррингтон. ― И хотя дым, который переносится на большие расстояния, может не повлиять на качество воздуха у поверхности Земли, за ним все равно следует наблюдать, поскольку в некоторых случаях он все-таки достигает поверхности".

Беспрецедентный уровень выбросов CO2 в атмосферу

И конечно, нельзя забывать об углекислом газе. По оценкам CAMS, за первые 11 месяцев 2019 г. в атмосферу было выброшено около 6735 млн тонн углекислого газа. Самые большие выбросы были зафиксированы в июне-июле во время пожаров в Арктике и составили 140 млн тонн, что эквивалентно выбросу углерода от 36 млн автомобилей, а также в период с августа по ноябрь, когда природные пожары в Индонезии добавили в атмосферу 708 млн тонн углекислого газа. Ученые пока не пришли к единому мнению о роли природных пожаров в изменении климата, поскольку в процессе фотосинтеза углерод частично поглощается деревьями и растениями, и считают, что выбросы в результате пожаров по объему не сопоставимы с выбросами от ископаемого топлива. Однако скорость восстановления растительного покрова в разных ландшафтах может сильно различаться. Горящие  торфяники  высвобождают огромные объемы углерода, скрытые в их толще, и тлеют неделями и даже месяцам, и могут пройти  века , прежде чем они полностью восстановятся. В 2019 г. 43% пожаров в Индонезии, дымовые шлейфы от которых отслеживали специалисты CAMS, пришлись на  торфяные болота .

Сильные пожары на крайнем севере представляют серьезную угрозу и для торфяных болот, скрытых под коркой вечной мерзлоты, в которых содержится около 14% мирового запаса почвенного углерода. Таяние вечной мерзлоты может привести к высвобождению большого объема метана, парниковый эффект от которого в 30 раз сильнее, чем от углекислого газа. Кроме того, сажа и зола оседают на поверхности льда и снега, уменьшая их способность отражать солнечные лучи и увеличивая поглощение тепла.

Осознание последствий помогает найти решение проблемы лесных пожаров

Новая база данных о пожарной опасности  ECMWF и Службы управления чрезвычайными ситуациями программы "Коперник" позволит понять, насколько изменился характер поведения лесных пожаров. Первая общедоступная база метеоданных со всего мира за период с 1980 г. поможет проанализировать текущий уровень пожарной опасности применительно к условиям возникновения и развития пожаров, существовавших ранее, а также оценить степень изменчивости климата и изменения паттернов в пожароопасных зонах по всему миру.

"Информация и прогнозы пожарной опасности важны для глобального мониторинга лесных пожаров, поскольку дают представление о природно-климатических условиях в местах возникновения пожаров, ― сказал д-р Паррингтон. ― Эта база данных важна тем, что предоставляет информацию о том, как со временем меняется пожарная опасность во всех регионах мира. Она помогает определить места, где пожары возникают чаще всего, и позволяет органам гражданской защиты и населению быть в курсе обстановки на месте пожаров".

Между тем, набирает обороты и борьба с природными пожарами. В  Калифорнии  энергокомпании адаптируются к пожароопасным ситуациям и при необходимости отключают потребителей от энергосети. Кроме того, в пожароопасных районах активизирована работа с населением, а государственная программа по торговле эмиссионными квотами помогает финансировать инициативы по оздоровлению лесов и предупреждению лесных пожаров. В  Испании  специальные подразделения сжигают лесные заросли, предупреждая тем самым возникновение "мегапожаров", а в  Австралии  с целью повышения пожарной безопасности были даже пересмотрены национальные строительные нормы.