Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. С. 292-301
Оценка гибели северных лесов от пожаров в XXI веке на основе анализа данных прибора MODIS об интенсивности горения
Д.В. Лозин
1, 2 , E.А. Лупян
1 , И.В. Балашов
1 , С.А. Барталев
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Одобрена к печати: 06.05.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-2-292-301
Представлены оценки гибели лесов от пожаров, происходивших на северных территориях в XXI в., на основе анализа интенсивности горения, получаемой по данным приборов MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) на спутниках Terra и Aqua. В работе дан краткий анализ распределения пожаров и гибели лесов от них как по годам, так и по различным территориям (странам). Показано, что в период с 2002 по 2021 г. в «Зоне 60» (на территории севернее 60° с. ш.) было зарегистрировано 70 659 пожаров, а в «Зоне ПК» (на территории севернее Полярного круга) — 5997 пожаров. При этом для «Зоны 60» 33 892 пожара было зарегистрировано в период с 2002 по 2011 г. и 36 767 пожаров — с 2012 по 2021 г., в «Зоне ПК» с 2001 по 2011 г. было зарегистрировано 2395 пожаров, а с 2012 по 2021 г. — 3602 пожара. В период с 2002 по 2021 г. в «Зоне 60» пожарами было пройдено 102 млн га лесной территории, а в «Зоне ПК» — 8 млн га. При этом в «Зоне 60» погибло более 22 млн га лесов, а в Зоне ПК — более 2 млн га. За периоды 2002–2011 и 2012–2021 гг. в «Зоне 60» погибло соответственно 7015 тыс. га (1,2 % от всей лесной растительности в зоне; в среднем 19,6 % от площади, пройденной огнём) и 15 372 тыс. га лесов (2,6 и 23,3 % соответственно), а в «Зоне ПК» — 641 тыс. га (2,8 и 23,7 %) и 1379 тыс. га (1,9 и 26,5 %). В работе также представлена информация о гибели лесов по территориям (странам) в анализируемых зонах. Представленные в работе данные позволили сделать следующие предварительные выводы. В последние десятилетия не наблюдалось значимых изменений в числе пожаров в «Зоне 60». Тем не менее нельзя не отметить, что в «Зоне ПК» в 2019–2020 гг. произошёл резкий рост числа пожаров на территории России. Во второе десятилетие анализируемого периода на территории России наблюдался рост гибели лесов от пожаров в анализируемых зонах. В исследуемый период не отмечается трендов на изменение процента площади погибших лесов от общей площади лесов в анализируемых странах, и средний процент погибших лесов за весь анализируемый период сопоставим в России, США и Канаде и существенно ниже в странах северной Европы; такая же картина наблюдается и для процента площади погибших лесов от площадей, пройденных огнём.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, пожар, FRP, степень повреждения лесов, Северный полярный круг, Арктическая зона
Полный текстСписок литературы:
- Барталев С.А., Стыценко Ф.В., Егоров В.А., Лупян Е.А. Спутниковая оценка гибели лесов России от пожаров // Лесоведение, 2015. № 2. С. 83–94.
- Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 c.
- Галеев А.А., Прошин А.А., Ершов Д.В., Тащилин С.А., Мазуров А.А., Лупян Е.А. Организация хранения данных спутникового мониторинга лесных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2005. Т. 2. № 2. С. 367–371.
- Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Сенько К.С., Балашов И.В., Мазуров А.А. Оценка площадей пожаров на основе детектирования активного горения с использованием данных шестой коллекции приборов MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 178–192. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-178-192.
- Лупян Е.А., Лозин Д.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Стыценко Ф.В. Исследование зависимости степени повреждений лесов пожарами от интенсивности горения по данным спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 217–232. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-3-217-232.
- Пономарев Е.И., Швецов Е.Г., Усатая Ю.О. Регистрация энергетических характеристик пожаров в лесах Сибири дистанционными средствами // Исслед. Земли из космоса. 2017. № 4. С. 3–11. DOI: 10.7868/S0205961417040017.
- Руководство по проведению санитарно-оздоровительных мероприятий, утвержденные приказом Рослесхоза № 523 от 29.12.07. 2007. 32 c.
- 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
- Boschetti L., Roy D.P. Strategies for the fusion of satellite fire radiative power with burned area data for fire radiative energy derivation // J. Geophysical Research. 2009. V. 114. Art. No. D20302. DOI:10.1029/2008JD011645.
- Bowman, D.M.J.S., Balch J.K., Artaxo P., Bond W.J., Carlson J.M., Cochrane M.A., D’Antonio C.M., DeFries R.S., Doyle J.C., Harrison S.P., Johnston F.H., Keeley J.E., Krawchuk M.A., Kull C.A., Marston J.B., Moritz M.A., Prentice I.C., Roos C.I., Scott A.C., Swetnam T.W., van der Werf G.R., Pyne S.J. Fire in the Earth System // Science. 2009. Vol. 324. P. 481–484.
- Friedl M., Sulla-Menashe D. MCD12Q1 MODIS/Terra+Aqua Land Cover Type Yearly L3 Global 500m SIN Grid V006. 2019. Distributed by NASA EOSDIS Land Processes DAAC. https://doi.org/10.5067/MODIS/MCD12Q1.006
- Giglio L., Schroeder W., Justice C.O. The collection 6 MODIS active fire detection algorithm and fire products // Remote Sensing of Environment. 2016. V. 178. P. 31–41.
- Heward H., Alistair M.S. Smith D., Roy P., Wade T. Tinkham C., Hoffman M., Morgan P., Lannom K.O. Is burn severity related to fire intensity? Observations from landscape scale remote sensing // Intern. J. Wildland Fire. 2013. 22(7). P. 910–918. DOI: 10.1071/WF12087.
- Kumar S.S., Roy D.P., Boschetti L., Kremens R. Exploiting the power law distribution properties of satellite fire radiative power retrievals: A method to estimate fire radiative energy and biomass burned from sparse satellite observations // J. Geophysical Research. 2011. Vol. 116. Art. No. D19303. DOI:10.1029/2011JD015676.
- Li X.-Y., Jin H.-J., Wang H.-W., Marchenko S.S., Shan W., Luo D.-L., He R.-X., Spektor V., Huang Ya-D., Li X.-Yu, Jia N. Influences of forest fires on the permafrost environment: A review // Advances in Climate Change Research. 2021. Vol. 12. Iss. 1. P. 48–65.
- Morgan P., Hardy C.C., Swetnam T.W., Rollins M.G., Long D.G. Mapping fire regimes across time and space: understanding coarse and fine-scale fire patterns // Intern. J. Wildland Fire. 2001. 10(4). P. 329–342. DOI:10.1071/WF01032.
- Mottram G.N., Wooster M.J., Balster H., George C., Gerrard F., Beisley J., The use of MODIS-derived Fire Radiative Power to characterise Siberian boreal forest fires // Proc. 31st Intern. Symp. Remote Sensing of Environment. Saint Petersburg, 2005. 4 p.
- Ryan K.C. Dynamic interactions between forest structure and fire behavior in boreal ecosystems // Silva Fennica. 2002. 36(1). P. 13–39.
- Stocks B.J., Wotton B.M., Flannigan M.D., Fosberg M.A., Cahoon D.R., Goldammer J.G. Boreal Forest Fire Regimes And Climate Change // Remote Sensing and Climate Modeling: Synergies and Limitations. 2001. P. 233–246. DOI: 10.1007/0-306-48149-9_10.
- Wooster M.J., Zhukov B., Oertel D. Fire radiative energy for quantitative study of biomass burning: derivation from the BIRD experimental satellite and comparison to MODIS fire products// Remote Sensing of Environment. 2003. Vol. 86. P. 83–107.