Пожарные в Якутии за неполное лето 2021-го года потушили вдвое больше очагов лесных пожаров, чем за весь прошлый год. Об этом рассказал глава региона Айсен Николаев. Пожары на огромных лесных площадях Зауралья происходят практически ежегодно. Причиной возгорания становятся и человеческая халатность, и природные явления.
Не допустить, казалось бы, проще, чем бороться с последствиями, но полностью избежать лесных пожаров все еще не удается. Остается строить прогнозы их возникновения и развития, чтобы заранее принять меры, и заливать очаги. Заранее понять, где возникнет пожар, и подготовить жидкости эффективнее, чем вода, помогают ученые.
По траве, по кронам, под землей
Разделяют три вида лесных пожаров: низовые, верховые и подземные. Они различаются степенью опасности, сложностью их тушения и скоростью распространения.
На низовые пожары приходится большинство всех лесных возгораний. Огонь идет по траве, лесной подстилке, мху и лишайникам. По ветру низовой пожар в лесу может распространяться со скоростью пешехода – до 5 километров в час. Высота пламени зависит от растительности – невысокий кустарник и тонкие молодые деревца поднимают огонь.
Если огонь с травы и кустов поднялся по стволам до крон деревьев, охватил листья, хвою и ветки, может начаться верховой пожар. При сильном ветре огонь стремительно расходится по верхушкам деревьев. Порывы ветра вызывают «скачки» пламени по кронам, при этом верховой пожар может обогнать огонь, который идет по земле. А падающие с крон горящие ветки добавляют новые очаги низового пожара впереди от основного огня.
Под землей огонь может распространяться в торфяниках. Незаметно, со скоростью до километра в сутки, огонь может занять площадь далеко от первоначального источника возгорания. При подземном пожаре выгорают корни и валятся деревья. А человек может провалиться в прогары, которые глубиной достигают полутора метров.
Понять…
Если заранее понимать, на каком участке леса есть наибольший риск возникновения пожара, возможно, получится опередить возгорание. Ученые разрабатывают модели и методы, которые подскажут опасные зоны.
Атмосферно-почвенный измерительный комплекс, над которым работают в Томском политехе, регистрирует влажность и температуру воздуха, скорость и направление ветра, количество осадков и температуру почвы. На основе этих данных ученые предложили использовать ряд математических формул для оценки пожарной опасности, например, для тех ситуаций, когда низовой пожар может перейти в стадию более опасного верхового. Для такой ситуации необходимы особые условия, которые зависят от ветра и типа лесных массивов.
Также существуют проекты по созданию единой системы классификации лесных горючих материалов. Существующие системы классификации носят описательный характер – ученые предлагают использовать математическую модель физически обоснованной классификации лесных горючих материалов на основе показателей их воспламеняемости.
…и пролить
Ученые ищут новые, более эффективные способы борьбы с лесными пожарами. Большая часть методов связана с тушением огня водой и специальными жидкостями.
Одна из разработок предлагает сократить время испарения воды. Именно испарение воды в большей степени снижает температуру пожара. Чтобы этого добиться, в воду добавляют различные примеси, например углеродные наночастицы. Из-за их более низкой теплоёмкости жидкость быстрее нагревается до температуры испарения.
С неба пожары тушат с самолетов и вертолетов. Авиационным методам борьбы с лесными пожарами около 60 лет. После сброса воды на очаг возгорания самолет или вертолет уходит за следующей партией воды – если водоем достаточно далеко, то за время заправки емкости последствия предыдущего тушения могут оказаться минимальными. Сброшенный массив воды не долетает до земли, еще в воздухе превращаясь в пар. Такие ситуации исправляют с помощью средств – смачивателей. В воду добавляют вещества, которые создают тонкую пленку, попадая на горящие объекты, и перекрывают доступ кислорода. С помощью смачивателей при лесном пожаре можно создать полосу, через которую огонь не пройдет.
Хорошо, если на помощь пожарным приходит погода. Но чаще пожары происходят именно в засушливое время. Тогда, по возможности, над зоной пожара вызывают искусственные осадки. С самолета в облако вводят кристаллизирующий реагент. Продолжительность осадков зависит от объемов облака.
Составы для тушения огня обычно имеют различные назначения: смачиватели, пенообразователи, огнезадерживающие вещества. При этом у них есть и недостатки: например, у пенообразователей нет огнезадерживающих качеств, а смачиватели не позволяют создавать пенных заградительных полос. Ученые из Санкт-Петербурга получили патент на универсальный огнетушащий состав для борьбы с лесными пожарами. Он совмещает смачивающие, пенообразующие и огнезадерживающие свойства и может быть использован в виде растворов различной концентрации или пены.
Несмотря на новые разработки и технологии, предотвратить и моментально справиться с пожарами не удается. Правительства подсчитывают финансовые убытки, а ученые – экологические. Одна из последних сибирских разработок позволяет рассчитывать углеродные выбросы в результате лесных пожаров. Программа получает и анализирует данные со спутников, включая международные аппараты.
Фото: pedarilhos / ru.123rf.com
По материалам Авиалесоохрана, ТПУ, СФУ
