Рейтинг сайтов по профрискам

 bps-journal.ru

01.01.1970

Особенности статистических связей межгодовых изменений пожароопасности по условиям погоды в улусах (районах) Якутии с вариациями показателей горимости ее лесов в предыдущие годы

Введение. Глобальное потепление климата обостряет проблему ландшафтных пожаров вследствие усиления испарения влаги из горючего материала, увеличения повторяемости сухих гроз, расширения пожароопасного сезона и смещения границ ландшафтных зон. Особую угрозу эти процессы представляют для лесных регионов России, прежде всего для Республики Саха (Якутия). В работах отечественных и зарубежных исследователей установлено значимое влияние межгодовых колебаний среднемесячных температур приземного воздуха (СТВ) на вариации пожарных рисков. Авторами ранее доказано существование во многих районах Сибири положительной обратной связи между показателями горимости лесов и температурными аномалиями последующего года. Однако значимость этой связи на уровне отдельных улусов Якутии, территории которых совпадают с зонами ответственности противопожарных подразделений, ранее не оценивалась, что формирует существенный пробел в научном знании. Целью исследования является восполнение данного пробела путем оценки значимости указанной связи для всех улусов республики и проверки ее устойчивости к временным сдвигам анализируемых рядов.

Материалы и методы. Исследование проводилось с использованием данных за 2000–2024 гг. Как источник информации о распределении СТВ на высоте 2 м над изучаемыми территориями, соответствующими узлам сетки 0,25°, использован реанализ ERA5¹. Как фактический материл о количестве ландшафтных пожаров на территории каждого улуса (района) Якутии и общей площади ее участков, пройденных огнем в тот или иной год из указанного периода, использованы сведения Информационной системы дистанционного мониторинга Федерального агентства лесного хозяйства. Для каждого из 34 улусов (районов) Якутии с учетом информации об СТВ, соответствующей пунктам, для которых в ERA5 представлены такие сведения, вычислены средние СТВ по всей его территории для месяцев с мая по июль. Статистические связи между межгодовыми изменениями средних СТВ за рассматриваемый период и вариациями показателей горимости лесов всей Якутии (опережающими их на один год) исследовались методом корреляционного анализа для различных отрезков времени длительностью 10–20 лет. Перед проведением анализа из сопоставляемых временных рядов удалялись линейные тренды. Значимость корреляционных коэффициентов оценивалась с использованием критерия Стьюдента при уровне достоверности не менее 95 %. Устойчивость выявленных связей проверялась путем изучения их сохранения при временных сдвигах рядов на единицы лет и при изменении длины анализируемых отрезков в пределах 10–20 лет.

Результаты исследования. Установлены улусы (районы) Якутии, для которых статистические связи межгодовых изменений средних СТВ для мая — июля с опережающими их по времени на один год вариациями количества ландшафтных пожаров и площади участков всей территории Якутии, пройденных огнем за каждый из 2000–2023 годов, с достоверностью ≥95 % признаны значимыми. К ним относятся улусы (районы), расположенные как в северной и западной части территории республики, так и в ее центральной части. Доказана устойчивость выявленных связей к временным сдвигам анализируемых периодов на единицы лет в прошлое и будущее, а также к изменению продолжительности отрезков временных рядов в пределах 10–20 лет. При этом установлено, что в период 2001–2023 гг. рассматриваемые связи прогрессивно усиливаются: количество улусов и районов, для которых достоверность выводов ≥95 %, увеличилось более чем в два раза, а число территорий, где достоверность ≥99 %, выросло с нуля до 16. Связи изменений СТВ для выявленных улусов (районов) с вариациями количества пожаров на территории Якутии обладают более высокой достоверностью, чем их связи с вариациями площади участков, пройденных огнем за год.

Обсуждение. Полученные результаты подтверждают существование на территории Якутии улусов (районов), для которых влияние на межгодовые изменения СТВ, оказываемое вариациями показателей горимости лесов всей Якутии, опережающими их по времени на 1 год, является значимым. Их новизна состоит в выявлении всех улусов (районов), для которых связи между этими процессами являются значимыми и обладают устойчивостью к временным сдвигам. Выявленная устойчивость обнаруженных связей указывает на фундаментальный характер зависимости: загрязнение снега осевшими на него частицами пожарных аэрозолей снижает альбедо покрытой им подстилающей поверхности, что ускоряет таяние, повышение СТВ и интенсивности испарения, усиливая пожароопасность. За изучаемый период эти связи усилились, что свидетельствует о влиянии потепления климата на активизацию рассматриваемой положительной обратной связи. Поэтому при дальнейшем потеплении климата Якутии они еще более усилятся. Вариации количества ландшафтных пожаров на всей территории Якутии сильнее влияют на изменения СТВ для выявленных улусов (районов), чем вариации площади выгорания. Полученные результаты позволяют использовать показатели горимости лесов всей Якутии предыдущего года как предикторы при долгосрочном прогнозировании СТВ для выявленных ее районов (улусов).

Заключение. Выявлены улусы (районы) Якутии, для которых статистические связи между изменениями показателей горимости лесов на всей территории республики и запаздывающими по отношению к ним на год вариациями СТВ в мае — июле являются значимыми. При достоверности такого вывода ≥95 % таких улусов (районов) для периода 2015–2024 гг. выявлено 23, а при достоверности ≥99 % — 16. Доказана устойчивость этих связей к временным сдвигам и длительности временных рядов. Установлено, что за 2001–2024 гг. выявленные связи существенно усилились, что указывает на активизацию в регионе рассматриваемой положительной обратной связи. Поставленные в работе задачи решены: определены расположения улусов (районов) Якутии, а также месяцы, для которых рассматриваемые связи являются наиболее сильными и устойчивыми. Показано также, что количество пожаров на всей территории Якутии служит более информативным предиктором прогностических моделей изучаемого процесса для ее улусов (районов), чем площадь выгорания. Результаты исследования открывают возможность использования результатов мониторинга показателей горимости лесов Якутии для разработки прогнозов на предстоящий год СТВ на территориях выявленных ее улусов (районов) для месяцев май — июль, на которые приходится пик их горимости. Это имеет практическое значение для оптимизации стратегий противопожарного менеджмента в условиях меняющегося климата.