Загадочные явления природы

Загадочные явления природы

Испепеляющая власть огня

Классификация лесных пожаров

Огненная стихия беспощадна. Ей подвластны и природные зоны, и творения рук человека. Рассвирепевший огонь всегда несет ужас и гибель, уничтожая все на своем пути. Пожары могут оказывать невероятно сильное влияние на внешний облик ландшафтов и порой приводят к резкому изменению видового состава флоры и фауны Земли.

Лесной пожар — это стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям. Причиной больших лесных пожаров обычно бывают молнии, а сами пожары видны даже из Космоса. В молодых лесах, где много зелени, вероятность загорания от молнии существенно ниже, чем в лесах возрастных, где много мертвых сухих и больных деревьев. Можно сказать, что в природе еще задолго до человека существовало своеобразное равновесие, и экологическая роль лесных пожаров заключалась в контроле за обновлением лесов. На сегодняшний день доля естественных пожаров составляет лишь 16 %, а возникновение большей части огненных катастроф связано с деятельностью человека. Таким образом, существует острая необходимость работы противопожарных служб, контроля за соблюдением пожарной техники безопасности.

В зависимости от того, где распространяется огонь, пожары делятся на низовые, верховые и почвенные.

При низовом пожаре сгорают лесная подстилка, лишайники, мхи, травы, опавшие на землю ветки, подрост и подлесок. Скорость движения пожара по ветру — 0,25–5 км/ч. Низовые пожары бывают беглые и устойчивые. При беглом низовом пожаре сгорают верхняя часть напочвенного покрова, подрост и подлесок. Такой пожар распространяется с большой скоростью, обходя места с повышенной влажностью, поэтому часть площади остается незатронутой огнем. Беглые пожары в основном происходят весной, когда просыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов. Устойчивые низовые пожары распространяются медленно, при этом полностью выгорает живой и мертвый напочвенный покров, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорают подрост и подлесок. Устойчивые пожары возникают преимущественно с середины лета.

Верховой лесной пожар охватывает как древостой, так и травяно-моховой покров почвы и подрост. Скорость распространения достигает 5–25 км/ч. Развиваются такие пожары обычно при засушливой ветреной погоде из низовых пожаров в лесах с низкоопущенными кронами, в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте. При устойчивых верховых пожарах огонь движется сплошной стеной от напочвенного покрова до крон деревьев со скоростью до 8 км/ч. В этом случае огненный монстр образует большую массу искр, горящих ветвей и хвои, летящих перед фронтом огня и создающих низовые пожары за несколько десятков, а иногда сотен метров от основного очага.

Скорость распространения слабого низового пожара не превышает 1 м/мин, сильного — свыше 3 м/мин. Слабый верховой пожар имеет скорость до 3 м/мин, средний — до 100 м/мин, а сильный — свыше 100 м/мин. Высота слабого низового пожара — до 0,5 м, среднего — 1,5 м, сильного — свыше 1,5 м.

Слабым почвенным (подземным) пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см, средним — 25–50 см, сильным — более 50 см.

Возможность возникновения лесных пожаров определяется степенью пожарной опасности. Для этого разработана шкала оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров. Существующие методики оценки лесопожарной обстановки позволяют определить площадь и периметр зоны возможных пожаров в регионе (области, районе). Исходными данными являются значение лесопожарного коэффициента и время развития пожара. Значение лесопожарного коэффициента зависит от природных условий и времени года. Время развития пожаров определяется временем прибытия сил и средств ликвидации пожара в лесопожарную зону.

Глобальное влияние пожаров

Глобальное потепление приводит к тому, что в умеренных и высоких широтах все чаще происходят лесные пожары. Кроме того, виновником распространения огненной стихии все чаще становится необдуманная антропогенная деятельность.

Традиционно считается, что пожары должны способствовать потеплению климата. И дело не столько в количестве тепла, выделившегося непосредственно при горении, сколько в поступлении в атмосферу большого количества CO₂, СН₄ и других парниковых газов. А парниковые газы, как известно, рассеивают длинноволновое излучение, которое отдает в Космос нагретая солнцем земля, и тем самым способствуют удержанию тепла в нижних слоях атмосферы.

Кроме того, пожары могут отрицательно сказываться на радиационном балансе Земли. Дым (а это не что иное, как аэрозоли), как правило, способствует охлаждению, так как мешает солнечным лучам достигать поверхности Земли. Если же говорить о долгосрочных последствиях, проявляющихся в течение многих лет после пожара, то здесь на первое место выходит состояние растительного покрова. Дело в том, что участки земной поверхности, покрытые лесом, сверху выглядят темнее, чем участки, занятые травянистой растительностью (например, поля, вырубки или гари). Этот эффект наиболее отчетливо проявляется зимой — там, где долго держится снежный покров, и особенно там, где лес представлен хвойными вечнозелеными (например, елью или пихтой). Чем светлее поверхность, тем больше величина альбедо, характеризующая интенсивность отражения. Соответственно, тем меньше нагревается наша планета.

Чтобы разобраться, как влияют лесные пожары на состояние радиационного баланса Земли, Джеймс Рэндерсон и его коллеги с факультета наук о земле Калифорнийского университета в Ирвайне совместно с учеными из других университетов США и Австралии провели специальное исследование. Значительная часть материалов была собрана после очень сильного верхового пожара, произошедшего 11–18 июня 1999 г. в центральной части Аляски (район Доннелли Флэте) и полностью уничтожившего лес из черной ели, как, впрочем, и всю остальную растительность и подстилку на площади 7600 гектаров.

В статье и сопровождающих ее материалах авторы приводят оценки количества углерода, поступившего в атмосферу во время пожара (в сумме это почти 2 кг с каждого квадратного метра пожарища), а также результаты расчета влияния на радиационный баланс выделившихся парниковых газов, дыма, осевшей копоти и прочих факторов. Выяснилось, что суммарный эффект всех последствий пожара в течение первого года после того, как он произошел, — это возрастание радиационного баланса, который составил за год 34 ± 31 ватт на 1 кв. м площади, затронутой пожаром. Иными словами, если говорить о небольшом отрезке времени, пожар способствовал потеплению климата.

Однако уже через год непосредственные последствия пожара на радиационном балансе заметно не сказываются, а если рассчитать эффект в долгосрочной перспективе — на 80 лет (таков в среднем период между пожарами в лесах Аляски), то влияние его на температуру у поверхности Земли будет негативным, способствующим похолоданию, а не потеплению. За 80 лет радиационный баланс оказался отрицательным и составил — 2,3 ± 2,2 ватт на 1 кв. м той площади, где был в свое время пожар.

Механизм подобного отрицательного воздействия — увеличение альбедо. Авторы пишут о том, что было бы интересно получить аналогичные данные для сибирской тайги, где большие площади лесов заняты лиственницей — хвойной породой, сбрасывающей на зиму хвою.