Что такое природные пожары? По каким причинам они случаются? Пожары в настоящее время стали происходить чаще, или просто СМИ начали уделять им больше внимания? Может ли огонь полностью уничтожить леса не планете? Как проблема природных пожаров связана с глобальным потеплением? Существуют ли действенные способы профилактики и тушения природных пожаров? Что могут сделать наука и технологический бизнес для устранения или хотя бы смягчения этой глобальной проблемы?
Лесные и степные пожары — страшное стихийное бедствие, уничтожающее все на своем пути. Упаси бог читателей от подобных личных впечатлений, но мне, как говорится, «повезло».
В октябре 2017 года я гостила на севере Калифорнии, неподалеку от города Санта-Роза. Мы с подругой, немолодые особы из России, остались в доме одни, пока младшие члены семьи уехали в отпуск. И тут возник лесной пожар. Среди ночи нас разбудил отчетливый запах дыма. За окном разливался розовый свет, словно начинался восход. Но не на востоке, как положено, а на западе, со стороны покрытых лесом холмов. От них до нашего дома около пяти километров. Было ясно, что ни шестирядное шоссе, ни широкая полоса полей и виноградников не остановят огонь, если он ринется в нашу сторону. Испуганная подруга попыталась позвонить сыну — но оказалось, что мобильная связь не работает, как и интернет. На экране телевизора беззвучно мелькали полосы. Вот это ощущение информационной блокады пугало даже больше, чем растущее зарево.
Вдруг с улицы послышался шум колес, а потом уверенный голос, усиленный мегафоном: «Говорит шериф. Нашему поселку пожар пока не угрожает, ветер несет огонь в другую сторону. Но все может измениться в любой момент. Приготовьтесь к эвакуации. Только без паники. Полиция заранее предупредит об опасности, даже если не удастся быстро восстановить связь». Мы вышли на улицу, как и все соседи. Оказалось, что одна семья уже пыталась уехать на машине в сторону Сан-Франциско, но шоссе было перекрыто в районе Санта-Розы. Ехать на север, вверх по долине Русской речки, тоже было опасно, там лес подступает к автотрассе со всех сторон. Дорога на восток, к берегу Тихого океана, петляет среди лесистых холмов, и с той стороны уже начал подниматься дым… Мы были в ловушке, оставалось только молиться... И тут раздался гул с небес. Низко и тяжело летели большие красные вертолеты, несущие емкости с водой, а высоко над ними широким фронтом шли пожарные самолеты — так что все небо оказалось закрыто воздушной армадой спасателей.
Позже в район бедствия стянулись пожарные команды со всей Америки, судя по номерам на машинах. Что-то общими усилиями удалось отстоять у огня, но далеко не все... К вечеру заработало телевидение, и мы увидели, от чего спаслись. Огонь полностью уничтожил несколько горных поселков и западную часть Санта-Розы. По всем каналам крутили интервью с пожилой парой — они не успели эвакуироваться и пять часов просидели в воде в собственном бассейне, удерживая на руках кота и собаку. Их дом, машина и прочее имущество превратились в пепел у них на глазах. Все это заняло несколько минут, огненный вал помчался дальше, но из-за адского жара было невозможно вылезти из бассейна. Их выручили спасатели.
Наши соседи сообщили, что едут в Санта-Розу помогать погорельцам. Предварительно заскочив в магазин за товарами первой необходимости, мы направились туда же. По дороге стало понятно, что огонь все же преодолел шоссе и сжег несколько ферм на подступах к нашему поселку. А Санта-Роза? До пожара это был прекрасный город, полностью соответствующий своему названию. Вместо него мы увидели кадры из фильма ужасов: белый пепел, обугленные трубы каминов — и больше ничего… Кое-где виднелись жуткие «скелеты» машин. Ровные кварталы такого пейзажа терялись в дымке на горизонте. Восточная часть города уцелела. Погорельцев быстро разобрали по домам жители округа, только в Общественном центре, приспособленном под убежище, еще оставались лежачие пациенты сгоревшего дома престарелых. Они были в шоке. Не забуду взгляд в никуда прекрасной пожилой дамы, прижимающей к груди все свое имущество — альбом с семейными фотографиями.
Позже выяснилось, что это был крупнейший лесной пожар в Калифорнии. Итог — более 20 погибших, 3,5 тысячи сгоревших домов, около 30 тысяч гектаров уничтоженного хвойного леса. И это в богатейшей стране мира, обладающей максимальными возможностями для противодействия стихии!
Захотелось разобраться, почему так происходит. Лесные пожары терзают Калифорнию почти каждый год. Очаги возгорания, насколько я понимаю, можно обнаружить со спутников. Почему нельзя сразу же задушить пожар в зародыше с помощью авиатехники? Её ведь достаточно, я это видела собственными глазами. Ответов так и не нахожу… США далеко, а российские специалисты говорят, что создать такую систему можно, но безумно дорого. Неужели дороже экономического и экологического ущерба от пожаров? Не говоря уж про бесценные человеческие жизни. Кроме очевидных жертв и убытков, есть ведь еще и такая трудно оцениваемая проблема, как вклад в глобальное потепление. По разным источникам, природные пожары дают от четверти до половины общей годовой эмиссии СО2. Плюс к тому, сгоревшие леса и степи перестают усваивать углекислый газ из атмосферы. Может, реальнее что-то придумать с пожарами, чем пытаться затормозить экономическое развитие человечества (см. предложения экспертов ООН по глобальному потеплению, ссылки
в предыдущей статье), закачивать СО2 в подземные выработки, массово выращивать облака или устанавливать поля зеркал для отражения части солнечной энергии?
Думаю, тема природных пожаров достойна внимания науки. Причем не только прикладной, но и самой что ни на есть фундаментальной. Теоретики способны мыслить нестандартно. Но им нужны надежные исходные данные.
Энциклопедии предлагают такое определение природным пожарам: «Природный пожар - неконтролируемый процесс горения, стихийно возникающий и распространяющийся в природной среде».
Как представляется, определение не дает полного понимания проблемы. Слова «природный» и «стихийный» как бы намекают на естественные причины пожаров и приравнивают «неконтролируемое распространение огня» к ураганам или землетрясениям. Стихия, что с ней поделаешь...
Но пожары в природе чрезвычайно редко возникают по не зависящим от человека причинам:
· Лес или сухая трава в степи иногда загораются от удара молнии. Но это может случиться только при так называемых сухих грозах, а это достаточно редкое явление.
· Распространено мнение, что в жару способны самовозгораться торфяные болота. Но специалисты утверждают, что загораются по естественным причинам только штабели сухого торфа на заброшенных промышленных выработках. Их много под Москвой, именно поэтому торфяные пожары периодически терроризируют столицу удушливым дымом. То есть причины торфяных пожаров нельзя назвать природными. Это типичная человеческая безалаберность.
Недавно было опубликовано исследование группы российских авторов о возможности самовозгорания болотных газов. Но эта гипотеза была убедительно опровергнута, о чем сообщил журнал «Химия и жизнь».
· Появились данные о самовозгорании слоя хвойного опада в сосновых и еловых лесах при определенных условиях. Причем даже зимой под слоем снега! Просчитана вероятность такого события для условий жаркого сухого лета. Она мала, но не равно нулю.
· Леса выгорают при извержении вулканов.
· Как известно, лес на большой территории загорелся при падении Тунгусского метеорита. Но это совсем уж редкое явление.
А что говорят геологи? Леса ведь горели на Земле задолго до появления представителей вида homo sapiens.
Сотрудники Алабамского университета исследовали ископаемые угли и биохимические маркеры из древних слоев горных пород (следы полициклических ароматических углеводородов, образующихся при высоких температурах) и пришли к выводу, что масштабные лесные пожары начали распространяться примерно 383 миллиона лет назад. Это связано с эволюцией растений, которые под влиянием изменений климата начали осваивать сухие участки суши. Тогда причиной пожаров, как предполагается, служили частые грозы и активная вулканическая деятельность.
Установлено, что в настоящее время около 90 процентов происходящих природных пожаров имеют антропогенное происхождение.
1. Еще в доисторический период люди использовали подсечно-огневой способ земледелия для высвобождения земли под посевы и для удобрения почвы. Тогда это было оправдано. Не иначе, как сохранившимся древним инстинктом можно объяснить страсть к весеннему выжиганию сухой травы, ежегодно обуревающую российских дачников и сельских жителей. Они почему-то считают, что новая трава иначе не вырастет. Или приводят эстетический аргумент: яркая зеленая щетка свежей растительности особенно радует глаз на фоне выжженной земли.
Эта красота стоит очень дорого: весенние палы травы постоянно приводят к лесным и степным пожарам, нередко сгорает и жилье, а иногда целые поселки. Например, в 2022 году при таких обстоятельствах сгорел за считанные минуты большой поселок Шира в Хакассии, в этом году — поселок Сосьва на Урале. При этом некоторые специалисты пожарной охраны и даже ученые пропагандируют так называемое «конролируемое выжигание сухой травы» — якобы для предотвращения случайных пожаров, улучшения качества почвы и борьбы с сельхозвредителями.
Апофеоз «контролируемой» пиромании случился в текущем году: рядом с селом Солонцы в Бурятии пожарные проводили плановое выжигание травы, дунул ветер, в результате загорелись хозяйственные постройки, местные жители чудом отстояли свои дома.
2. Сжигание мусора и возгорание свалок — еще одна распространенная причина больших пожаров. Бывает, что и поджога не нужно: брошенный в лесу осколок бутылки может выполнить роль линзы и вызвать пожар как бы без участия человека.
3. Неосторожное обращение с огнем на природе. Сотни тысяч случаев в год только в РФ, а в мире их, видимо, миллионы. Иногда они бывают анекдотическими: турист из Москвы решил казнить огнем напавшего на него клеща, а в результате поджег Байкальский заповедник. Ущерб составил 5 миллионов рублей, и это уже не смешно.
Причиной пожара нередко становятся окурки, особенно часто — вылетающие из окон автомобилей.
4. Транспорт как источник повышенной пожарной опасности. Перегретый глушитель или неисправный искрогаситель автомобиля могут поджечь сухую траву на обочине. Постоянно искрит железнодорожный транспорт. Хотя железнодорожники, к их чести, неплохо борются с пожарной опасностью хотя бы в черте населенных пунктов.
В общем, всего этого достаточно, чтобы не искать злоумышленников-поджигателей, как это периодически происходит в Турции. Виновников, не имевших умысла устроить огненный апокалипсис, и так хватает. Вопрос в том, как заставить или убедить их быть осторожнее. Опыт показывает, что обращений к здравому смыслу тут совершенно не достаточно. Люди чаще всего руководствуются вовсе не им, а, например, традицией выжигать траву. Но смогли же целые страны победить дурную традицию — курение. Это итог довольно изощренной и постоянной пропаганды. Курить стало не модно и даже стыдно. Мне кажется, и в случае профилактики природных пожаров за дело должны взяться настоящие специалисты по мышлению, а также психологи и пропагандисты высокого уровня. Они порой добиваются больших успехов в оболванивании людей, а могли бы использовать свои знания и таланты в мирных целях.
О распространенности и масштабах природных пожаров
Стихийные бедствия — магнит для журналистов, беспроигрышный способ привлечь внимание публики. Информация о природных пожарах обрушивается на нас изо всех видов СМИ одновременно, но становится ли пожаров на самом деле больше — серьезный вопрос.
Складывается впечатление, что число и масштаб природных пожаров растут с каждым днем. Видео ужасают: прямо сейчас горят леса на востоке Канады, выжжено около 4 млн гектаров, эвакуированы 20 тысяч человек, от дыма задыхается Нью-Йорк. Только отполыхали горные леса в Чили, как начались страшные пожары в Аргентине. В России с начала пожароопасного сезона огнем пройдено около 1 миллиона гектаров, что почти на 50 процентов больше, чем в прошлом году. На востоке Казахстана, в районе города Семей, уже две недели горит заповедник на площади 60 тысяч гектаров, погибли трое пожарных, еще 11 пропали без вести. Опять горят прекрасные сосновые леса на юге Турции. Как и в прошлом году, пылают Австралия и Африка.
Почти про каждый заметный лесной пожар пишут, что он катастрофический и беспрецедентный. Между тем, отраслевая статистика показывает, что в России, к примеру, каждый год в среднем выгорает 8
–10 миллионов гектаров леса. Звучит ужасно, но это 2–3 процента от общей площади наших лесов. Рекордный лесной пожар произошел в восточной Сибири в 1915 году, тогда мы лишились 14 миллионов гектаров тайги. Она прекрасно восстановилась, в чем может убедиться каждый, кому повезет полетать на вертолете в низовьях Енисея. Мне повезло. Я увидела фантастическую лесную планету, где расстояния между небольшими человеческими поселениями измеряется многими сотнями километров. Этот лес враждебен человеку, мы там не хозяева. И это хорошо, потому что люди, к сожалению, неважные хозяева на свой планете.
Та же отраслевая статистика показывает, что в мире в год в среднем выгорает 340 миллионов гектаров природных территорий, включая леса. Иногда больше, иногда меньше.
Между тем, есть научные данные, что в ХХ и ХХI столетиях природных пожаров на Земле стало меньше!
Группа специалистов из Университета Стоуни-Брук (Нью-Йорк, США) и Лаборатории гляциологии и геофизики окружающей среды Гренобльского университета (Франция) представили картину изменения концентрации угарного газа в Южном полушарии за последние 650 лет. Они использовали данные по составу пузырьков воздуха, заключенного во льдах Антарктиды. Ученым важно было не только определить концентрацию угарного газа, но и выяснить его генезис. Первая задача выполняется прямыми измерениями состава воздуха во льду, а вторая требует привлечения косвенных показателей. В данной работе в качестве таких показателей использовался изотопный состав кислорода и углерода в пробах воздуха. Удалось установить долю угарного газа, определенно связанную со сгоранием биомассы. Количество такого СО предсказуемо колебалось вместе с колебаниями климата: в более холодные и влажные периоды пожаров было меньше, по мере потепления их число росло. Эта закономерность сломалась в начале ХХ века, когда количество угарного газа в атмосфере стало сокращаться, несмотря на глобальное потепление и бурный рост человечества со всей его неоднозначной деятельностью. Ученые не смогли найти другого объяснение этому факту, кроме антропогенного. Люди начали больше обращать внимание на природные пожары и начали с ними довольно успешно бороться.
Может ли огонь полностью уничтожить лес на планете?
Если слушать только «зеленых», то можно поверить, что природные пожары в обозримом будущем уничтожат весь лес на Земле. К счастью, это не так.
Интересно, что некоторые растения настолько приспособились к лесным пожарам, что буквально не могут без них существовать. Доказано, что семена удивительного древесного реликта — секвойи — обретают способность к прорастанию именно после низовых пожаров. Но это экзотика. Привычным нам хвойным лесам северного полушария требуется минимум столетие на восстановление после сильного пожара, при этом новый бор может вообще не вырасти.
Правда, у некоторых специалистов-лесоводов, в том числе ученых РАН, есть аргументированное мнение, что лесные пожары играют положительную роль в экологии северной тайги. Более того, без них российский и североамериканский лес не мог бы воспроизводиться. Дело в том, что в более южных лесах термиты и различные грибы быстро уничтожают отжившую древесную массу, а в тайге она накапливается, не давая идти процессу естественной смены поколений. При умеренных пожарах в первую очередь выгорает валежник и сухостой, а здоровые деревья примерно в половине случаев сохраняются. При этом пожарища хорошо зарастают новым лесом. Именно так воспроизводится главная порода сибирской тайги — лиственница. Под пологом взрослого лиственничного леса почти нет молодого подроста, но на месте пожарищ он растет густой и здоровой щеткой. Эти ученые считают, что с природными пожарами обязательно нужно бороться на населенных территориях, а дальнюю тайгу лучше оставить в покое, пусть она сама себя регулирует, в том числе и с помощью пожаров.
Лесные пожары на аридных (маловодных) территориях приводят к быстрому опустыниванию. Там естественное восстановление не происходит вообще, а искусственное требует больших усилий и затрат. Успехов в этом добился Израиль за счет изящного решения. Там завели хорошую традицию для репатриантов: новые граждане с удовольствием сажают сосны в горах, как бы укореняясь на исторической родине. Конечно, это делается под руководством специалистов и в определенных местах. Молодые лесопосадки поднялись на месте холмистых пустошей, где когда-то деревья были, но их вырубили еще в библейские времена. Ученые не считают эти территории настоящим лесом, там не могут возникнуть естественные биоценозы. Это скорее парки, требующие постоянного ухода. Тем обиднее, что лесные пожары происходят и там.
Вывод можно сделать такой: из-за природных пожаров лес может безвозвратно исчезнуть на засушливых территориях, в том числе в горах. Исчезновение там древесной растительности запускает необратимый процесс опустынивания. Точнее, он обратим, но это требует немалых средств, больших усилий и специальных технологий. Позитивных примеров немного, но они есть. Озеленением своей территории успешно занимаются богатые Эмираты. Кроме прочих позитивных эффектов в таких посадках самовосстанавливаются водные источники.
А вообще, как ни странно, лесов на Земле становится не меньше, а больше. В том числе и там, где происходят самые катастрофические пожары — в России и в Канаде.
Кроме того, граница леса продвигается на север, захватывая площади тундры. Это определенно связано с глобальным потеплением. Но не напрямую с повышением средней температуры.
Установлено, что зеленый покров Земли достаточно быстро реагирует в первую очередь на увеличение количества углекислого газа в атмосфере, который необходим растениям для питания. Происходит взрывной рост биомассы. Тем самым леса регулируют количество СО2 и уменьшают парниковый эффект.
Отсюда следует, что леса необходимо беречь, в том числе от пожаров. При сгорании деревьев весь накопленный в их тканях СО2 высвобождается в атмосферу, усугубляя опасное потепление.
Что касается увеличения числа лесных пожаров, то связь обнаруживается не столько с потеплением, сколько с циклами засух и увлажнения. Они, как ни странно, не находятся в прямой зависимости от средней температуры. И это более короткие циклы: на территории РФ, к примеру, масштабные засухи случаются раз в сто лет. Локальные — приблизительно раз в 15 лет.
Существуют ли действенные способы профилактики и тушения природных пожаров?
Особых инноваций в этой сфере сейчас не наблюдается. Пожары по-прежнему тушат водой, встречным палом, иногда направленными взрывами. Хотя патентная активность на данном направлении достаточно велика. Особенно усердно работают изобретатели в Китае (см. довольно свежий патентный обзор российских авторов).
Особый интерес представляют роботизированные комплексы для обнаружения и ликвидации природных пожаров. Такие разработки есть и в России, но их востребованность не очень велика из-за высокой цены.
Можно констатировать, что в РФ перестала существовать достаточно действенная советская система борьбы с природными пожарами, когда за пожарную безопасность отвечали государственные лесничества и лесхозы. Они прокладывали тысячи километров минерализованных полос, преграждающих путь огню, вывозили сухостой и порубочные остатки, занимались лесовосстановлением. Лесники успешно отслеживали очаги возгорания на вверенной территории. Но такой профессии не существует с 2006 года, когда был принят неудачный, по мнению многих специалистов, Лесной кодекс. Сейчас сотни миллионов квадратных километров леса переданы в аренду частным лесопользователям. Мягко говоря, далеко не все из них готовы тратиться на пожарную безопасность, тем более на профилактику.
Борьбой с природными пожарами занимаются ФБУ «Авиалесоохрана» и МЧС. Лесные пожарные — героические люди, постоянно рискующие собой, но у них мало сил и средств тушения. Неудивительно, что бодрые рапорты о ликвидации крупных природных пожаров появляются после долгожданных дождей.
У специалистов есть интересный термин «тушение методом выгорания»: когда огонь уничтожает весь горючий материал. Всё бы ничего, но вместе с упадком пожарной службы увеличивается риск выгорания населенных пунктов и гибели людей.
В новейшей истории РФ был период всеобщего увлечения инновациями. В 2008 году нижегородская компания «Дистанционные системы контроля» разработала «Лесной дозор» — систему мониторинга для раннего обнаружения малых очагов природных пожаров и определения их точных координат. Система функционирует на базе современных технологий, в том числе видеокамер и мобильных приложений. В эксперименте приняли участия все российские операторы связи. Проблема с этой системой состоит в продажах программно-аппаратного комплекса. Он стоит денег, а региональные госструктуры не торопятся его закупать, потому что денег у них нет.
Мощный инструмент отслеживания природных пожаров есть у Рослесхоза. Информационная система дистанционного мониторинга напрямую взаимодействует с космическими спутниками. Разработка этой системы началась ещё в 1995 году. В эксплуатацию её ввели в 2005-м. На сегодняшний день ИСДМ-Рослесхоз покрывает всю территорию Российской Федерации и является общедоступным инструментом для мониторинга лесопожарной обстановки и лесных пожаров. Работает система круглосуточно, одновременно анализируя данные наземных, авиационных, космических наблюдений (космоснимки высокого разрешения), а также метеорологическую и архивную информацию.
Но у этой системы есть ограничения по точности: «Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров (ИСДМ-Рослесхоз) позволяет устойчиво детектировать загорания на площади, начиная с 50 га (в зависимости от метеоусловий и интенсивности горения. Погрешность определения пройденной огнем площади пожара: от 200 га до 1000 га — до 30%; более 1000 га — до 5%». (Источник: сайт ФБУ «Авиалесоохрана»)
Кроме того, слаба система реагирования на поступающую информацию. Оперативные полномочия по борьбе с пожарами сейчас переданы регионам, а они плохо справляются и с традиционными задачами.
Можно еще сопоставить общее количество лесных пожарных с площадью горящих лесов. И станет совсем грустно: 2023 году борьбу с пожарами должны были вести 5 тысяч парашютистов и почти 22 тысячи пеших бойцов. Это на всю страну. Но и этот штат не был набран.
Об ожиданиях пожарной ситуации на 2023 год представители «Лесоохраны» рассказали в апреле. Помимо прогноза в тексте есть и факты об ограниченных ресурсах, в том числе удивляющие, например, что могут совмещаться должности штурмана самолета и десантника, который при виде очага возгорания должен выпрыгнуть с парашютом и начать в одиночку бороться с огнем.
Чтобы закончить обзор на оптимистической ноте, надо сказать, что революционных решений в деле борьбы с природными пожарами пока не существует. Но потребность в них очень велика. А значит, они будут найдены.
Почитать подробнее:
1. «Невероятные проекты для борьбы с глобальным потеплением»: https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/435663/Pyat_neveroyatnykh_proektov_dlya_borby_s_potepleniem?from=rxblock
2. Горная Энциклопедия о механизме самовозгорания торфа на выработках: http://www.mining-enc.ru/s/samovozgoranie-torfa
3. О самовозгорании болотных газов: https://www.hij.ru/read/articles/man/4948
4. О возможности самовозгорания хвойного опада: https://cyberleninka.ru/article/n/o-vozniknovenii-pozharov-v-lesah-iz-za-vozgoraniya-lesnogo-opada
5. О начале распространения древних природных пожаров: https://www.interfax.ru/world/765809
6. «Сельхозпалы под контроль»: https://www.spb-niilh.ru/discussion/mnenie-uchenogo-selhozpaly-pod-kontrol
7. Исследование следов угарного газа в антарктических ледяных кернах: https://elementy.ru/novosti_nauki/431482
8. Исследование естественного восстановления лесов Карелиии после пожаров: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36602
9. О пользе пожаров для самовостроизводства северных лесов: https://naked-science.ru/article/nakedscience/wildfire
10. Интересная англоязычная статья российских авторов о том, что леса в РФ поглощают гораздо больше углекислого газа, чем ранее считалось: https://www.nature.com/articles/s41598-021-92152-9
11. Старые (1976 год), но весьма добросовестные исследования взаимосвязи климатических циклов и циклов засух-увлажнения в высоких широтах: http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/img-311142708.pdf
12. Патентный обзор по теме пожаротушения: https://www.researchgate.net/publication/363566765_Tehnologii_predotvrasenia_i_tusenia_prirodnyh_pozarov_v_Rossii_i_mire_dinamika_patentnoj_aktivnosti_patentologiceskie_perspektivy)
13. Ожидания по пожарной ситуации в РФ на 2023 год: https://forestcomplex.ru/rf-protection/lesnye-pozhary-2023-zhdjot-li-nas-ognennaya-katastrofa/
Ирина Самахова
Статья впервые была опубликована 23 июня
Специально для Telegram-канала «Глобальные вызовы. Локальные решения»
