Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 4. С. 155-167
Дистанционные данные об энергетических характеристиках пожаров Сибири в оценках сгорающей фитомассы
Е.И. Пономарёв 1, 2 , А.Н. Забродин 1 , К.Ю. Литвинцев 3 1 Красноярский научный центр СО РАН, Красноярск, Россия
2 Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
3 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
Одобрена к печати: 05.06.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-4-155-167
Выполнена проверка гипотезы о согласии оценок сгорающего запаса лесных горючих материалов на основе подхода, ориентированного на интерпретацию регистрируемой энергии теплоизлучения пожара, и альтернативных вычислений методом учёта площадей пожаров и допожарных запасов фитомассы. Анализировались энергетические характеристики пожаров в нескольких лесных районах Сибири по данным стандартного продукта MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Выборка составляла 25 пожаров общей площадью 1,6 млн га, зафиксированных в 2018, 2020–2022 и 2024 гг. В работе использовались данные о мощности теплоизлучения активных зон пожара, вычисляемые по методике FRP (англ. fire radiative power). Выполнялось интегрирование данных рядов по времени с целью вычисления энергии теплоизлучения пожаров FRE (англ. fire radiative energy). Для анализируемой выборки пожаров расхождение вычисляемых значений сгоревшей фитомассы MFRE и массы сгоревшего лесного горючего материала MS составляло от 5 до 46 %, при среднем — 26 %. Вариативность невязки при анализе для отдельных районов зафиксирована в диапазоне 10–31 %. Применение предлагаемого подхода для базы данных лесных пожаров Сибири за период 2001–2025 гг. и пересчёт в объёмы прямых пожарных эмиссий показали относительно низкое расхождение между анализируемыми рядами с коэффициентом корреляции Пирсона на уровне r = 0,85 (p < 0,1). Получены оценки среднемноголетних значений фитомассы, выгорающей при пожарах Сибири, в пределах 100–500 млн т, диапазон значений эмиссий от лесных пожаров CFRE зафиксирован в пределах (24–189) Тг/год, среднее — (79±19) Тг/год, что согласуется с известной вариативностью значений фитомассы/эмиссий. Результаты на основе интерпретации регистрируемой энергии теплоизлучения пожара и альтернативные расчёты аппроксимируются линейно с достоверностью R2 = 0,72 (p < 0,1), что показывает применимость подхода, основанного на анализе FRE, для решения данного класса задач.
Ключевые слова: лесные пожары, мощность теплоизлучения, энергия излучения пожара, FRP, FRE, пожарное воздействие, фитомасса, Сибирь
Полный текстСписок литературы:
- Алексеев В. А., Бердси Р. А. Углерод в экосистемах лесов и болот России. Красноярск: ТОО «ЭКОС», 1994. 226 с.
- Алексеева М. Н., Пустовалов К. Н., Головацкая Е. А., Ященко И. Г. Расчет аэрозольных выбросов от пожаров Томской области на основе дистанционных данных // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 9. С. 742–747. DOI: 10.15372/AOO20200912.
- 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.
- Белькова Т. А., Перминов В. А., Алексеев Н. А. К вопросу о совершенствовании методики оценки экологического ущерба от лесных пожаров // Материалы 7-й Межрегиональной научно-практич. конф. с международ. участием «Безопасность жизнедеятельности: наука, образование, практика». Южно-Сахалинск: Сахалинский гос. ун-т, 2017. С. 137–140.
- Валендик Э. Н., Сухинин А. И., Косов И. В. Влияние низовых пожаров на устойчивость хвойных пород. Красноярск: Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 2006. 98 с.
- Головацкая Е. А., Алексеева М. Н., Ященко И. Г., Пустовалов К. Н. Оценка потерь лесов Томской области при лесозаготовках и пожарах и загрязнения атмосферы дымовыми аэрозолями с использованием дистанционных данных // Материалы 4-й Всероссийской науч. конф. с междунар. участием «Науч. основы устойчивого управления лесами». М.: Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 2020. С. 224–227.
- Ершов Д. В., Сочилова Е. Н., Ковганко К. А. Уточненные оценки прямых пирогенных эмиссий углерода в лесах России по данным дистанционного мониторинга с 2011 по 2023 год // Вопросы лесной науки. 2024. Т. 7. № 4. 18 с. DOI: 10.31509/2658-607x-202474-155.
- Забродин А. Н., Пономарёв Е. И. Вариативность интегрального теплоизлучения пожаров в условиях лиственничников Сибири // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 2. С. 166–176. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-2-166-176.
- Зайцев А. М., Губский С. В. О возникновении пожаров в лесах из-за возгорания лесного опада // Лесотехнич. журн. Воронеж. 2017. Т. 7. № 3. С. 74–84.
- Иванов В. А., Иванова Г. А., Бакшеева Е. О., Шебеко Д. В. Эмиссии при пожарах в насаждениях Среднесибирского подтаежно-лесостепного района // Сибирский лесной журн. 2024. № 5. С. 47–56. DOI: 10.15372/SJFS20240505.
- Касымов Д. П. Лесная пирология. Томск: Нац. исследоват. Томский гос. ун-т, 2020. 100 с.
- Лоскутов С. Р., Шапченкова О. А., Ведрова Э. Ф., Анискина А. А., Мухортова Л. В. Гигроскопические свойства подстилки хвойных и лиственных насаждений средней Сибири // Сибирский эколог. журн. 2013. Т. 20. № 5. С. 695–702.
- Лупян Е. А., Лозин Д. В., Балашов И. В. и др. 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.
- Пономарёв Е. И. Пространственно-временное распределение показателей горимости растительности Сибири за период спутниковых наблюдений 1996–2023 гг. в формате векторного полигонального слоя. Свидетельство о гос. рег. базы данных № 2024622955. Рег. 05.07.2024.
- Пономарёв Е. И., Забродин А. Н. Способ оценки пожарного воздействия на растительность по спутниковым измерениям теплоизлучения при горении. Патент № 2855763. Рег. 02.02.2026.
- Пономарёв Е. И., Пономарёва Т. В. Способ оценки и картирования удельных запасов углерода в напочвенном покрове по данным спутниковых измерений мощности теплоизлучения от пожаров. Патент № 2850130. Рег. 05.11.2025.
- Пономарёв Е. И., Швецов Е. Г. Сопоставление оценок отпада древостоев Сибири после воздействия пожаров по дистанционным данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 6. С. 213–223. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-6-213-223.
- Пономарёв 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.
- Самсонов Ю. Н., Беленко О. А., Иванов В. А. Дисперсные и морфологические характеристики дымовой аэрозольной эмиссии от пожаров в бореальных лесах Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т. 23. № 6. С. 423–431.
- Сныткин Г. В. Особенности лесных пожаров в разных формациях, типах леса и методы их тушения в лесах крайнего Северо-Востока Сибири // Лесной вестн. 2001. № 5. С. 37–49.
- Тимофеева С. С., Гармышев В. В. Загрязнение атмосферы в результате лесных пожаров в Иркутской области // Сб. материалов заочной международ. научно-практич. конф. «Глобализация экологич. проблем: прошлое, настоящее и будущее». Кемерово: Кузбасский гос. техн. ун-т им. Т. Ф. Горбачева, 2017. 5 с.
- 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. DOI: 10.1016/j.rse.2016.02.054.
- Heward H., Smith A. M. S., Roy D. P. et al. Is burn severity related to fire intensity? Observations from landscape scale remote sensing // Intern. J. Wildland Fire. 2013. V. 22. No. 7. P. 910–918. DOI: 10.1071/WF12087.
- Kaiser J. W., Heil A., Andreae M. O. et al. Biomass burning emissions estimated with a global fire assimilation system based on observed fire radiative power // Biogeosciences. 2012. V. 9. No. 1. P. 527–554. DOI: 10.5194/bg-9-527-2012.
- 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: Atmospheres. 2011. V. 116. Article D19303. 18 p. DOI: 10.1029/2011JD015676.
- Ponomarev E. I., Yakimov N. D., Ponomareva T. V. et al. Current trend of carbon emissions from wildfires in Siberia // Atmosphere. 2021. V. 12. No. 5. Article 559. DOI: 10.3390/atmos12050559.
- Ponomarev E., Zabrodin A., Ponomareva T. Classification of fire damage to boreal forests of Siberia in 2021 based on the dNBR index // Fire. 2022. V. 5. No. 1. Article 19. DOI: 10.3390/fire5010019.
- Smirnov N. S., Korotkov V. N., Romanovskaya A. A. Black carbon emissions from wildfires on forest lands of the Russian Federation in 2007–2012 // Russian Meteorology and Hydrology. 2015. V. 40. No. 7. P. 435–442. DOI: 10.3103/S1068373915070018.
- Wooster M. J., Roberts G., Perry G. L. W., Kaufman Y. J. Retrieval of biomass combustion rates and totals from fire radiative power observations: FRP derivation and calibration relationships between biomass consumption and fire radiative energy release // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2005. V. 110. Article D24311. 24 p. DOI: 10.1029/2005JD006318.
- Wooster M. J., Roberts G. J., Giglio L. et al. Satellite remote sensing of active fires: History and current status, applications and future requirements // Remote Sensing of Environment. 2021. V. 267. Article 112694. DOI: 10.1016/j.rse.2021.112694.
- Xu W., Wooster M. J., He J. et al. Major improvements in spaceborne early fire detection and small-fire FRP retrieval with the Meteosat Third Generation Flexible Combined Imager // Science of Remote Sensing. 2026. V. 13. Article 100366. DOI: 10.1016/j.srs.2026.100366.