Определение пожарной опасности в лесу по условиям погоды

Для успешной борьбы с лесными пожарами очень важно знать вероятность возникновения и распространения лесных пожаров на охраняемой территории. В какой-то мере проблема прогнозов пожарной опасности решается путем распределения территории по классам природной пожарной опасности. Однако данное распределение дает представление о потенциальной горимости без учета реальных метеорологических условий. Как известно, для возникновения и распространения пожара необходимы три условия: наличие горючих материалов; условия, благоприятствующие их загоранию; появление источника огня. Распределение насаждений по классам природной пожарной опасности дает представление лишь о наличии и видовом составе горючих материалов. Наиболее точным теоретическим способом определения вероятности возникновения и распространения лесных пожаров является определение влажности горючих материалов. Однако практически это трудновыполнимая задача из-за огромного разнообразия видов горючих материалов даже на сравнительно небольшом участке леса. Американский ученый Г.Т.Джисборн (цит. по: Анцышкин, 1957) предложил определять пожарную опасность по величине влажности деревянных цилиндров (брусков) диаметром 1,2; 2,5 и 5,0 см и длиной 45,0 см, изготовленных из заболонной части древесных пород, произрастающих на данном участке. Бруски укладываются на проволочную сетку на высоте 10-25 см от поверхности почвы в тени и взвешиваются один раз в день в 16 ч, а вероятность загорания определяют по следующей схеме:

Влажность брусков, %
	Более 25	19-25	14-18	11-13	8-10	2-7
Вероятность загорания	Отсутствует	Весьма малая	Небольшая	Средняя	Большая	Очень высокая

Этот способ нашел широкое распространение в США, Канаде, Австралии и Японии.

Срок службы индикаторных брусков один год. Однако точность полученных данных во многом зависит от вида доминирующих горючих материалов. Так, например, индикаторные бруски после сильного дождя высыхают значительно быстрее, чем гумус и крупные горючие материалы, и медленнее, чем лишайники и отмершая трава. Отмеченные недостатки послужили причиной того, что в РФ определение пожарной опасности производится с учетом метеорологических факторов, косвенно определяющих влажность горючих материалов. Так, в «Инструкции...» (1939) для определения пожарной опасности предлагалось использовать показатели температуры и относительной влажности воздуха, количества выпавших осадков, дефицита влажности, а также скорости и направления ветра. При определении пожарной опасности в лесу следовало исходить из следующих придержек:

а)    по температуре воздуха - при устойчивой погоде температура от 17°С и выше, если при этом относительная влажность воздуха не превышает 53%, указывает на наличие условий, максимально благоприятствующих возникновению и распространению лесных пожаров;

б)   по количеству осадков - исключающими вероятность загорания в лесу следует считать 5 мм и более. Меньшее количество оставляет некоторую опасность возникновения пожара в зависимости от влажности лесных горючих материалов;

в)   по относительной влажности, %:

Степень пожарной опасности

80 и более      Огонь в лесу не распространяется

70-75               Возникновение и распространение огня происходит очень медленно

60-70               Возможен небольшой беглый пожар

40-55               Возможен беглый пожар, который при ветре распространяется быстро

40 и менее      Огонь с поверхности земли переходит на вершины деревьев, а при наличии ветра пожар развивается в повальный

г)    по дефициту влажности - величина данного метеорологического показателя позволяет определить степень сухости (воспламеняемости) отдельных видов горючих материалов. Условия для горения (возникновения пожара) наступают при следующих величинах дефицита влажности: для лишайникового покрова 6-8 мм; для вересковых и ягодниковых - 10; для долгомошника (кукушкин лен) и болотных мхов (сфагнум) - 20-24 мм. Оценка пожарной опасности по всем группам элементов проводилась по наблюдениям в 13 ч.

Рекомендованные «Инструкцией...» (1939) придержки, разработанные для отдельных метеорологических факторов, затрудняли определение пожарной опасности для конкретных условий. Этот недостаток был устранен проф. В.Г.Нестеровым (1945). Он предложил использовать комплексный показатель, учитывающий совокупность метеорологических элементов, определяющих влажность лесных горючих материалов.

Для вычисления комплексного показателя пожарной опасности необходимы следующие данные:

- температура воздуха (°С) и точка росы на 13 ч по местному времени;

- количество выпавших осадков за предшествующие сутки, т.е. за период с 13 ч предыдущего дня (количество осадков до 2,5 мм в расчет не принимается).

Комплексный показатель КП текущего дня определяется по формуле:

,                                                         (8)

где  - сумма комплексных показателей предыдущих дней. Точка отсчета устанавливается с первого дня после выпадения осадков более 2,5 мм;  - температура воздуха (показания сухого термометра);  - точка росы для этой температуры воздуха (разница между показаниями сухого и смоченного термометров).

Формула (8) может быть представлена в развернутом виде:

,                                       (9)

где  - комплексный показатель текущего дня;  - комплексный показатель предыдущего дня;  - коэффициент, зависящий от количества осадков за последние сутки. При выпадении осадков менее 2,5 он равен единице, более 2,5 мм - нулю.

Порядок расчета комплексного показателя наглядно прослеживается в табл. 10.

Таблица 10 - Пример расчета комплексного показателя В.Г.Нестерова

Дата	Температура воздуха t в 13 ч, °С	Точка росы  в 13 ч, °С	t-	Комплексный показатель за сутки t(t-r)	Осадки за сутки, мм	Комплексный показатель горимости
7. VII	18	15	3	54	9,0	54
8. VII	27	6	21	567	-	621
9. VII	28	14	14	392	2,0	1013
10. VII	25	11	14	350	-	1363
11. VII	17	15	2	34	12,0	34
12. VII	16	13	3	48	2,0	82

Данные о количестве выпавших осадков, температуре и точке росы для расчета комплексного показателя заимствуются у ближайшей метеостанции. Однако, если она удалена от охраняемых лесных массивов более чем на 20-25 км, метеонаблюдения рекомендуется проводить непосредственно в лесхозе или лесничестве. Для устройства метеопункта достаточно иметь осадкомер Третьякова, а также психрометр, который устанавливается вне помещения в тени на высоте 2 м от почвы.

В каждом из пунктов метеонаблюдений ведется журнал установленной формы, который хранится не менее 10 лет. Материалы журнала позволяют проводить анализы горимости, а также служат основой для составления местных шкал.

Помимо разработки принципиально нового для того времени комплексного метеорологического метода определения пожарной опасности, В.Г.Нестеров (1945) предложил несколько вариантов шкал. Они предусматривали в зависимости от величины комплексного показателя пять классов пожарной опасности с указанием регламентации работы лесопожарных служб. В.Г.Нестеров отмечал, что предложенные им шкалы не являются окончательными, они могут уточняться исходя из местных условий.

С момента разработки до настоящего времени шкалы пожарной опасности по условиям погоды неоднократно изменялись и уточнялись. Так, «Наставление...» (1956) предусматривало лишь 3 класса пожарной опасности:

Величина комплексного показателя

I - отсутствие опасности               Менее 300

II - средняя опасность                    301-1000

III- высокая опасность                  Более 1000

Для ленточных боров Алтайского края и Казахстана классы пожарной опасности устанавливались при вдвое меньшей величине комплексного показателя (I - менее 150; II - 151-500; III - свыше 500). Однако принципиальный подход к определению пожарной опасности оставался прежним.

Действующие в настоящее время указания по противопожарной профилактике в лесах и регламентации работы лесопожарных служб предусматривают пять классов пожарной опасности:

Величина комплексного показателя

I - малая пожарная опасность (пож. оп. отсутствует).      До 300

II - малая пожарная опасность                                            301-1000

III - средняя пожарная опасность                                        1001-4000

IV - высокая пожарная опасность                                 4001-10000-12000

V - чрезвычайная пожарная опасность                    Более 10000-12000

При первом классе пожарной опасности вероятность возникновения и распространения огня минимальна и работа государственной лесной охраны сводится, в основном к контролю за соблюдением правил пожарной безопасности в местах огнеопасных работ. При чрезвычайной пожарной опасности (V класс) все внимание работников лесничеств, в первую очередь государственной лесной охраны, сосредоточивается только на охране лесов от пожаров.

Гидрометцентром РФ в пожароопасный сезон для Федеральной службы лесного хозяйства России ежедневно составляется карта пожарной опасности в лесах, а также выпускаются прогнозы горимости лесов. Аналогичные материалы готовятся местными управлениями Гидрометслужбы для управлений лесами в субъектах Федерации. Наличие карт пожарной опасности в лесах и прогнозов горимости позволяет оперативно маневрировать силами и средствами пожаротушения, сосредоточивать их в районах, где сложилась наиболее опасная ситуация по возникновению и распространению лесных пожаров.