Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 6. С. 143-155
Погрешность расчёта выбросов угарного газа от крупных лесных пожаров по балансовой методике на основе данных спутникового мониторинга
Д.М. Ермаков
1, 2 , Е.В. Пашинов
1 , Д.В. Лозин
1 , Е.А. Лупян
1 , С.А. Втюрин
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Московская обл., Россия
Одобрена к печати: 02.12.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-6-143-155
Проведено исследование погрешности предложенной ранее балансовой методики при вычислении выбросов угарного газа от крупных лесных пожаров. Показано, что при используемых на практике параметрах вычислений (размеров границ исследуемых территорий) относительная погрешность ожидается на уровне 30 %. Проведено сопоставление результатов расчёта выбросов от 21 крупного лесного пожара с независимыми модельными оценками по базе данных GFED (англ. Global Fire Emissions Database). Сопоставление показало хорошее согласие двух видов расчётов. Развитый подход к анализу погрешности балансовой методики имеет перспективы обобщения на случай произвольных источников/стоков малых газовых составляющих атмосферы. Следует ожидать, что эта точность будет зависеть от выбора газовой компоненты, поэтому представляет интерес проведение дополнительных исследований погрешности для разных газовых компонент, в том числе водяного пара. И теоретический анализ, и практические расчёты показывают, что относительная погрешность расчёта балансов в балансовой методике уменьшается с ростом размеров исследуемых территорий. Поэтому наиболее надёжные в среднем оценки баланса следует ожидать для крупных территорий (на уровне субъектов РФ или целых стран), а также при накоплении на длительных интервалах времени.
Ключевые слова: выбросы угарного газа, крупные лесные пожары, балансовая методика, спутниковый мониторинг, оценка погрешности
Полный текстСписок литературы:
- Бриль А. А., Константинова А. М., Лупян Е. А., Бурцев М. А. Возможности работы ЦКП «ИКИ Мониторинг» с информацией о малых газовых составляющих, получаемой на основе данных спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 85–95. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-85-95.
- Втюрин С. А. Viewflow: Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023680977. Рег. 9 октября 2023 г.
- Ермаков Д. М., Пашинов Е. В., Кузьмин А. В. и др. Концепция расчета элементов регионального гидрологического баланса с использованием спутникового радиотепловидения // Гидрометеорология и экология. 2023. № 72. С. 470–492. DOI: 10.33933/2713-3001-2023-72-470-492.
- Пашинов Е. В., Втюрин С. А., Ермаков Д. М., Садовский И. Н. Отработка методики балансовых расчётов выбросов парниковых газов по данным спутникового мониторинга на примере крупных лесных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 6. С. 313–325. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-6-313-325.
- Сажина О. С. Основы математической обработки наблюдательных и экспериментальных данных для астрономов. М.: Изд. дом МГУ, 2024. 286 с.
- Andreae M. O., Merlet P. Emission of trace gases and aerosols from biomass burning // Global Biogeochemical Cycles. 2001. V. 15. Iss. 4. P. 955–966. https://doi.org/10.1029/2000GB001382.
- Borsdorff T., Aan de Brugh J., Hu H. et al. Measuring carbon monoxide with TROPOMI: First results and a comparison with ECMWF-IFS analysis data // Geophysical Research Letters. 2018. V. 45. No. 6. P. 2826–2832. https://doi.org/10.1002/2018GL077045.
- Ermakov D. Satellite radiothermovision of atmospheric processes: Method and applications. Cham: Springer, 2021. 199 + XXVII p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57085-9.
- Giglio L., Randerson J. T., van der Werf G. R. Analysis of daily, monthly, and annual burned area using the fourth-generation global fire emissions database (GFED4) // J. Geophysical Research: Biogeosciences. 2013. V. 118. Iss. 1. P. 317–328. https://doi.org/10.1002/jgrg.20042.
- Potter C. S., Randerson J. T., Field C. B. et al. Terrestrial ecosystem production: A process model-based on global satellite and surface data // Global Biogeochemical Cycles. 1993. V. 7. Iss. 4. P. 811–841. https://doi.org/10.1029/93GB02725.
- Randerson J. T., Chen Y., van der Werf G. R. et al. Global burned area and biomass burning emissions from small fires // J. Geophysical Research: Biogeosciences. 2012. V. 117. Iss. G4. Article G04012. https://doi.org/10.1029/2012JG002128.
- Rowe J. P., Zarzana K. J., Kille N. et al. Carbon monoxide in optically thick wildfire smoke: Evaluating TROPOMI using CU airborne SOF column observations // ACS Earth and Space Chemistry. 2022. V. 6. Iss. 7. P. 1799–1812. https://doi.org/10.1021/acsearthspacechem.2c00048.
- Seiler W., Crutzen P. J. Estimates of gross and net fluxes of carbon between the biosphere and the atmosphere from biomass burning // Climatic Change. 1980. V. 2(3). P. 207–247. https://doi.org/10.1007/BF00137988.
- van der Werf G. R., Randerson J. T., Giglio L. et al. Global fire emissions estimates during 1997–2016 // Earth System Science Data. 2017. V. 9. Iss. 2. P. 697–720. https://doi.org/10.5194/essd-9-697-2017.