Дистанционное зондирование земли из космоса очень удобный инструмент изучения и мониторинга. Технологии ДЗЗ находят применение практически во многих сферах нашей жизни.
В данной статье мы бы хотели представить мониторинг пожаров на территории Воронежской области в период с 21 сентября до 5 октября 2020 г.
Мультиспектральные спутниковые снимки
В своем анализе мы использовали мультиспектральные снимки Sentinel-2, которые предоставляются Европейским космическим агентством - ESA (https://scihub.copernicus.eu/).
Однако, использование спутниковых снимков в видимом диапазоне затруднено в облачную погоду. Чтобы получить безоблачные или малооблачное покрытие Воронежской области мы использовали снимки за 04.10.2020 и 05.10.2020.
Для лучшей визуализации пройденных огнем территорий мы использовали комбинацию каналов 12-11-4. Эта комбинация каналов снимков Sentinel-2 хорошо подходит для мониторинга пожаров. По снимкам удалось выделить территории пройденные огнём до момента съемки и оценить их площади.
Например, на этом снимке видно, что в момент съемки пожар еще не погас и продолжает распространяться:
Всего огнем пройдено около 16 565 га до 05.10.2020 по данным, полученным с помощью спутника Sentinel-2.
Крупнейшие по площади очаги возгораний:
Тепловые точки
Данные дистанционного зондирования позволяют оценить площади, пройденные огнем за определенный период. Чтобы кроме общей площади пройденной огнем, проследить динамику пожаров по дням и приблизительно узнать какая площадь была охвачена огнем в ту или иную дату мы обратились к одному из самых популярных источником оперативных данных о пожарах - системе FIRMS (Fire Information for Resource Management System) - https://earthdata.nasa.gov/firms.
Данные в этой системе отображаются в виде термических точек (термоточек или тепловых аномалий) - это зарегистрированное искусственным спутником Земли, значительное превышение температуры на поверхности земли, в сравнении с соседними точками.
Эта система позволяет отслеживать данные о термоточках, выявленных с помощью сенсоров MODIS и VIIRS с четырех спутников – Terra (работает с 2000 г.), Aqua (работает с 2002 г.), Suomi NPP (работает с 2012 г.) и NOAA-20 (работает с 2020 г.). Сенсоры MODIS имеют пространственное разрешение 1 км, сенсоры VIIRS – 375 м. Каждая термоточка – это точка в центре квадрата, соответствующего размеру пикселя сенсора.
Данные на 375 м лучше отражают данные о пожарах на относительно небольших площадях, а также позволяют более точно картировать периметр пожара.
Для анализа площадей, пройденным огнем мы использовали архивные данные со спутника Suomi NPP с 21.09.2020 до 05.10.2020. Однако, стоит заметить, что не все пожары могли быть зарегистрированы. Если пожар начался и закончился между пролетами спутника, то термоточки этого пожара не появится. Такие пожары выявляются по оставленному ими следу.
По тепловым точкам были восстановлены контура пожаров по дням. Вот, например, как выглядит динамика крупнейшего в области за этот период ладшафтный пожар в Бобровском районе. Площадь построена по термическим в период с 22.09 по 27.09:
Первые возгорания на этом месте зарегистрированы 22 сентября. До 25 сентября пожар двигался в западном направлении и был остановлен на границе Ясеноватского сельского поселения. В последующие 2 дня – 26 и 27 сентября было зафиксировано несколько отдельных термических точек на уже пройденной ранее огнем территории. Однако дальнейшего распространения пожара удалось избежать.
Общая площадь, пройденная огнем на этом пожаре до 05 октября, составила – 1120 га.
1.1. Хронология пожаров с 21 сентября по 05 октября
Противопожарные службы и МЧС внесли и продолжают вносить огромный вклад в ликвидацию и локализацию пожаров. Мы не можем оценить их вклад в борьбу с пожарами и уменьшение площади пожаров, связанное с их усилиями. Поэтому ограничимся лишь природными факторами.
Чтобы попытаться понять почему в тот или иной день площадь пожаров увеличивалась или уменьшалась, мы решили дополнить данные о площадях пожаров сведениями о погоде.
Архив погоды на интересующие нас даты был взят с сайта rp5.ru.
В качестве параметров, которые могли влиять на распространение пожаров отобраны – температура воздуха, скорость ветра, порывы ветра, количество осадков.
На графике видно, что с 21.09 по 26.09 температура воздуха возрастала, осадков не было.
21.09 наблюдались порывы ветра около 12 м/с, видимо, на фоне этого произошел рост площади пожаров.
С 22.09 до 25.09 при снижении скорости ветра, площади пожаров уменьшались. Пожар в Бобровском районе к этому времени уже прекратил рост.
26.09 произошел резкий рост площади пожаров. В это время появились новые крупные очаги: в Новохоперском районе около с. Троицкое, в Рамонском районе у с. Медовка, в Грибановском районе к северо-западу от с. Большие Алабухи. Увеличение площади пожаров происходило на фоне некоторого увеличения скорости ветра.
27.09 Появились очаги около г. Борисоглебск; около Воронежа (Бабяково, Отрадное), в Бутурлиновском районе у с. Гвазда, в Грибановском районе около с. Малые Алабухи 1-е.
В этот день было достигнуто пиковое значение по площади возгораний – около 2 607 га.
Однако, уже на следующий день, 28.09 площадь пожаров резко сократилась. Упала температура воздуха и местами прошли слабые осадки (до 0.3 мм). Крупных очагов возгораний не осталось.
С 29.09 до 01.10 произошел второй резкий скачек площади пожаров до 2021 га 01.10. Крупные пожары произошли в Борисоглебском районе около с. Горелка, в Лискинском районе, около с. Нижний Икорец, в Подгоренском районе недалеко от райцентра, в Аннинском, Новохоперском, Павловском районах. В этот период наблюдалось усиление порывов ветра до 13 м/с. Вероятно, это сыграло немалую роль в быстром распространении пожаров на такой большой территории.
Со 02.10 до 05.10 видна тенденция на сокращение площади пожаров, вместе с уменьшением скорости и порывов ветра.
Сухая, ветреная погода, безусловно, является одним из главных факторов в распространении пожаров. В день, когда прошли даже небольшие дожди площадь пожаров сократилась почти в 30 раз. Согласно архиву погоды осадки в Воронежской области за последний месяц наблюдались 28 сентября - 0.3мм, 18 сентября – 0.3 мм и 9 сентября 1 мм.
Вспышки пожаров продолжаются и по сегодняшний день.
По прогнозам, небольшие дожди могут пройти в ночь с воскресенья на понедельник. Будем надеяться, что новых крупных ландшафтных пожаров мы не увидим.
Авторы: А. Юдин, А. Прохоров, А. Сысоева, Н. Зубкова