Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 6. С. 92-116

Анализ показателей температурных аномалий для выявления торфяных пожаров

М.А. Медведева 1 , В.Ю. Иткин 1, 2 , А.А. Сирин 1 
1 Институт лесоведения РАН, Московская обл., с. Успенское, Россия
2 РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия
Одобрена к печати: 31.10.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-6-92-116
Торфяные почвенные пожары отличаются от других поверхностных природных пожаров длительностью, выбросом опасных для человека продуктов горения, потерей углерода и другими воздействиями на окружающую среду. Пожары на торфяниках можно идентифицировать путём наложения данных о пожарах, полученных на основе тепловых аномалий спектрорадиометра среднего разрешения MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) спутников Terra/Aqua, на существующие карты распространения торфяников. Однако не все лесные пожары, возникающие на торфяниках, переходят в подземные (торфяные) пожары. На примере крупных пожаров 2010 г. в центре европейской части России проанализирована возможность использования показателей пожарной активности (мощность пожарного излучения — FRP (англ. Fire Radiative Power), температура, продолжительность и др.), полученных по данным MODIS, для выявления почвенных (торфяных) пожаров и их отделения от поверхностных пожаров. Предложен и апробирован специальный индекс торфяного пожара, основанный на использовании нескольких параметров (максимальные значения FRP и температуры горения, продолжительность горения и площадь возгорания), показавший точность обнаружения торфяных пожаров по количеству до 95 %. Полученные результаты требуют проверки на других участках, но дают убедительные доказательства того, что дистанционные данные можно использовать для обнаружения торфяных пожаров.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, торфяники, температурные аномалии, растительный покров, Terra/Aqua MODIS, индекс торфяного пожара
Полный текст

Список литературы:

  1. Барталев С. А., Егоров В. А., Ефремов В. Ю., Лупян Е. А., Стыценко Ф. В., Флитман Е. В. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 9–27.
  2. Вомперский С. Э., Иванов А. И., Цыганова О. П., Валяева Н. А., Глухова Т. В., Дубинин А. И., Глухов А. И., Маркелова Л. Г. Заболоченные органогенные почвы и болота России и запас углерода в их торфах // Почвоведение. 1994. № 12. С. 17–25.
  3. Вомперский С. Э., Сирин А. А., Сальников А. А., Цыганова О. П., Валяева Н. А. Оценка площади болотных и заболоченных лесов России // Лесоведение. 2011. № 5. С. 3–11.
  4. Глухова Т. В., Сирин А. А. Потери почвенного углерода при пожаре на осушенном лесном верховом болоте // Почвоведение. 2018. № 5. С. 580–588.
  5. Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А. и др. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
  6. Лупян Е. А., Балашов И. В., Сенько К. С. и др. Обновленный многолетний ряд данных о пожарах на территории России по данным MODIS коллекции 6 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Материалы 18-й Всероссийской открытой конф. Москва, ИКИ РАН, 16–20 нояб. 2020. C. 341. DOI: 10.21046/18DZZconf-2020a.
  7. Лупян Е. А., Стыценко Ф. В., Сенько К. С. и др. 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.
  8. Ревич Б. А., Шапошников Д. А., Першаген Г. Новая эпидемиологическая модель по оценке воздействия аномальной жары и загрязненного атмосферного воздуха на смертность населения (на примере Москвы 2010 г.) // Профилактическая медицина. 2015. Т. 18. № 5. С. 29–33.
  9. Сирин А., Минаева Т., Возбранная А., Барталев С. Как избежать торфяных пожаров? // Наука в России. 2011. № 2. С. 13–22.
  10. Сирин А. А., Маслов А. А., Валяева Н. А., Цыганова О. П., Глухова Т. В. Картографирование торфяных болот московской области по данным космической съемки высокого разрешения // Лесоведение. 2014. № 5. С. 65–71.
  11. Сирин А. А., Медведева М. А., Макаров Д. А. и др. Мониторинг растительного покрова вторично обводненных торфяников Московской области // Вестн. Санкт-Петербургского ун-та. Науки о Земле. 2020. Т. 65. № 2. С. 314–336. DOI: 10.21638/spbu07.2020.206.
  12. Сирин А. А., Медведева М. А., Ильясов Д. В. и др. Обводненные торфяники в климатической отчетности Российской Федерации // Фундаментальная и прикладная климатология. 2021. T. 7. № 3. С. 84–112. DOI: 10.21513/2410-8758-2021-3-84-112.
  13. Сирин А. А., Медведева М. А., Иткин В. Ю. и др. Выявление торфяных пожаров для оценки эмиссии парниковых газов // Метеорология и гидрология. 2022. № 10. С. 33–45. DOI: 10.52002/0130-2906-2022-10-33-45.
  14. Суслов В. И., Ибрагимов Н. М., Талышева Л. П., Цыплаков А. А. Эконометрия: учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. 741 с.
  15. 2013 Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wetlands. IPCC Methodology Report / eds. Hiraishi T., Krug T., Tanabe K., Srivastava N., Baasansuren J., Fukuda M., Troxler T. G. Switzerland, 2014. 354 p. https://www.ipcc.ch/publication/2013-supplement-to-the-2006-ipcc-guidelines-for-national-greenhouse-gas-inventories-wetlands/.
  16. 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories / eds. Calvo Buendia E., Tanabe K., Kranjc A., Baasansuren J., Fukuda M., Ngarize S., Osako A., Pyrozhenko Y., Shermanau P., Federici S. IPCC, Switzerland, 2019. https://www.ipcc.ch/report/2019-refinement-to-the-2006-ipcc-guidelines-for-national-greenhouse-gas-inventories/.
  17. Assessment on peatlands, biodiversity and climate change / eds. Parish F., Sirin A., Charman D., Joosten H., Minayeva T., Silvius M., Stringer L. Wageningen: Global Environment Centre, Kuala Lumpur and Wetlands Intern., 2008. 179 p.
  18. Barriopedro D., Fischer E. M., Luterbacher J. et al. The hot summer of 2010: redrawing the temperature record map of Europe // Science. 2011. V. 332. Iss. 6026. P. 220–224. DOI: 10.1126/science.1201224.
  19. Blain D., Row C., Alm J., Byrne K., Parish F., Duchemin É., Huttunen J. T., Tremblay A., Delmas R., Menezes C. F. S., Delmas R., Minayeva T., Pinguelli Rosa L. P., Sirin A. V. 4: Agriculture, forestry and other land use // 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories / eds. Eggleston H. S., Buendia L., Miwa K., Ngara T., Tanabe K. Japan: IGES, 2006. Ch. 7: Wetlands. P. 7.1—7.24.
  20. Burke C., Wich S., Kusin K. et al. Thermal-Drones as a Safe and Reliable Method for Detecting Subterranean Peat Fires // Drones. 2019. V. 3. Iss. 1. Article 23. DOI: 10.3390/drones3010023.
  21. Cahyono B. K., Aditya T., Istarno. The Determination of Priority Areas for the Restoration of Degraded Tropical Peatland Using Hydrological, Topographical, and Remote Sensing Approaches // Land. 2022. V. 11. Iss. 7. Article 1094. DOI: 10.3390/land11071094.
  22. Freeborn P. H., Wooster M. J., Roy D. P., Cochrane M. A. Quantification of MODIS fire radiative power (FRP) measurement uncertainty for use in satellite-based active fire characterization and biomass burning estimation // Geophysical Research Letters. 2014. V. 41. Iss. 6. P. 1988–1994. DOI: 10.1002/2013GL059086.
  23. Giglio L., Descloitres J., Justice C. O., Kaufman Y. J. An enhanced contextual fire detection algorithm for MODIS // Remote Sensing of Environment. 2003. V. 87. Iss. 2–3. P. 273–282.
  24. Hu Y., Fernandez-Anez N., Smith T. E. L., Rein G. Review of emissions from smouldering peat fires and their contribution to regional haze episodes // Intern. J. Wildland Fire. 2018. V. 27. No. 5. P. 293–312. DOI: 10.1071/WF17084.
  25. Huang X., Rein G. Downward spread of smouldering peat fire: the role of moisture, density and oxygen supply // Intern. J. Wildland Fire. 2017. V. 26. No. 11. P. 907–918. DOI: 10.1071/WF16198.
  26. Jia G., Shevliakova E., Artaxo P., De Noblet-Ducoudré N., Houghton R., House J., Kitajima K., Lennard C., Popp A., Sirin A., Sukumar R., Verchot L. Land–climate interactions // Climate Change and Land: An IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems / eds. Shukla P. R., Skea J., Calvo Buendia E., Masson-Delmotte V., Pörtner H.-O., Roberts D. C., Zhai P., Slade R., Connors S., van Diemen R., Ferrat M., Haughey E., Luz S., Neogi S., Pathak M., Petzold J., Portugal Pereira J., Vyas P., Huntley E., Kissick K., Belkacemi M., Malley J. 2019. P. 131–248. https://www.ipcc.ch/srccl/.
  27. Joosten H., Sirin A., Couwenberg J. et al. The role of peatlands in climate regulation // Peatland Restoration and Ecosystem Services: Science, Policy and Practice. Ecological Reviews / eds. Bonn A., Joosten H., Evans M., Stoneman R., Allott T. Cambridge: Cambridge University Press, 2016. P. 63–76. DOI: 10.1017/CBO9781139177788.005.
  28. Kaufman Y. J., Justice C. O., Flynn L. P., Kendall J. D., Prins E. M., Giglio L., Ward D. E., Menzel W. P., Setzer A. W. Potential global fire monitoring from EOS-MODIS // J. Geophysical Research. 1998. V. 103. No. D24. P. 32215–32238.
  29. Konovalov I. B., Beekmann M., Kuznetsova I. N. et al. Atmospheric impacts of the 2010 Russian wildfires: integrating modelling and measurements of an extreme air pollution episode in the Moscow region // Atmospheric Chemistry and Physics. 2011. V. 11. Iss. 19. P. 10031–10056. DOI: 10.5194/acp-11-10031-2011.
  30. Leifeld J., Wüst-Galley C., Page S. Intact and managed peatland soils as a source and sink of GHGs from 1850 to 2100 // Nature Climate Change 2019. V. 9. Iss. 12. P. 945–947. DOI: 10.1038/s41558-019-0615-5.
  31. Loisel J., Gallego-Sala A. V., Amesbury M. J. et al. Expert assessment of future vulnerability of the global peatland carbon sink // Nature Climate Change. 2021. V. 11. Iss. 1. P. 70–77. DOI: 10.1038/s41558-020-00944-0.
  32. Marlier M. E., Liu T., Yu K. et al. Fires, smoke exposure, and public health: An integrative framework to maximize health benefits from peatland restoration // GeoHealth. 2019. V. 3. Iss. 7. P. 178–189. DOI: 10.1029/2019GH000191.
  33. Minayeva T., Sirin A., Stracher G. B. The Peat Fires of Russia // Coal and Peat Fires: A Global Perspective. V. 2: Photographs and Multimedia Tours / eds. Stracher G. B., Prakash A., Sokol E. V. Amsterdam: Elsevier, 2013. P. 375–394.
  34. Nelson K., Chasme L., Hopkinso C. Quantifying Lidar Elevation Accuracy: Parameterization and Wavelength Selection for Optimal Ground Classifications Based on Time since Fire/Disturbance // Remote Sensing. 2022. V. 14. Article 5080. DOI: 10.3390/rs14205080.
  35. Page S. E., Siegert F., Rieley J. O. et al. The amount of carbon released from peat and forest fires in Indonesia during 1997 // Nature. 2002. V. 420. No. 6911. P. 61–65. DOI: 10.1038/nature01131.
  36. Page S. E., Rieley J. O., Banks C. J. Global and regional importance of the tropical peatland carbon pool // Global Change Biology. 2011. V. 17. Iss. 2. P. 798–818. DOI: 10.1111/j.1365-2486.2010.02279.x.
  37. Poulter B., Christensen Jr. N. L., Halpin P. N. Carbon emissions from a temperate peat fire and its relevance to interannual variability of trace atmospheric greenhouse gases // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2006. V. 111. Article D06301. DOI: 10.1029/2005JD006455.
  38. Prasetyo L. B., Setiawan Y., Condro A. A. et al. Assessing Sumatran Peat Vulnerability to Fire under Various Condition of ENSO Phases Using Machine Learning Approaches // Forests. 2022. V. 13. Iss. 6. Article 828. DOI: 10.3390/f13060828.
  39. Rein G. Smouldering fires and natural fuels // Fire phenomena and the earth system: An interdisciplinary guide to fire science / ed. Belcher C. M. N. Y.: John Wiley and Sons Limited, 2013. P. 15–34. DOI: 10.1002/9781118529539.
  40. Rein G., Huang X. Smouldering Wildfires in Peatlands, Forests and the Arctic: Challenges and Perspectives // Current Opinion in Environmental Science and Health. 2021. V. 24. Article 100296. DOI: 10.1016/j.coesh.2021.100296.
  41. Rossi S., Tubiello F. N., Prosperi P. et al. FAOSTAT estimates of greenhouse gas emissions from biomass and peat fires // Climatic Change. 2016. V. 135. Iss. 3–4. P. 699–711. DOI: 10.1007/s10584-015-1584-y.
  42. Safronov A. N., Fokeeva E. V., Rakitin V. S. et al. Severe Wildfires near Moscow, Russia in 2010: Modeling of Carbon Monoxide Pollution and Comparisons with Observations // Remote Sensing. 2015. V. 7. Iss. 1. P. 395–429. DOI: 10.3390/rs70100395.
  43. Schulte M. L., McLaughlin D. L., Wurster F. C. et al. Short- and long-term hydrologic controls on smouldering fire in wetland soils // Intern. J. Wildland Fire. 2019. V. 28. No. 3. P. 177–186. DOI: 10.1071/WF18086.
  44. Sirin A., Medvedeva M. Remote Sensing Mapping of Peat-Fire-Burnt Areas: Identification among Other Wildfires // Remote Sensing. 2022. V. 14. Article 194. DOI: 10.3390/rs14010194.
  45. Sirin A., Minayeva T., Yurkovskaya T. et al. Russian Federation (European Part) // Mires and Peatlands of Europe: Status, Distribution and Conservation / eds. Joosten H., Tanneberger F., Moen A. Stuttgart: Schweizerbart Science Publ., 2017. P. 589–616. DOI: 10.1127/mireseurope/2017/0001-0049.
  46. Sirin A., Maslov A., Makarov D. et al. Assessing Wood and Soil Carbon Losses from a Forest-Peat Fire in the Boreo-Nemoral Zone // Forests. 2021. V. 12. Iss. 7. Article 880. DOI: 10.3390/f12070880.
  47. Tanneberger F., Tegetmeyer C., Busse S. et al. The peatland map of Europe // Mires Peat. 2017. V. 19. Article 22. DOI: 10.19189/MaP.2016.OMB.264.
  48. Turetsky M. R., Benscoter B., Page S. et al. Global vulnerability of peatlands to fire and carbon loss // Nature Geoscience. 2015. V. 8. No. 1. P. 11–14. DOI: 10.1038/ngeo2325.
  49. Usup A., Hayasaka H. Peatland Fire Weather Conditions in Central Kalimantan, Indonesia // Fire. 2023. V. 6. Iss. 5. Article 182. DOI: 10.3390/fire6050182.
  50. Yuan H., Restuccia F., Rein G. Spontaneous ignition of soils: a multi-step reaction scheme to simulate self-heating ignition of smouldering peat fires // Intern. J. Wildland Fire. 2021. V. 30. No. 6. P. 440–453. DOI: 10.1071/WF19128.