Ретроспектива пожаров на планете Земля
Идея контроля над пожарами, возможно, так же стара, как и само человечество. Однако систематический мониторинг пожаров в глобальном масштабе - это возможность, которая возникла относительно недавно.
В 1910 году Лесная Служба Соединённых штатов приступила к строительству наблюдательных пожарных вышек на горных возвышенностях для того чтобы обнаруживать отдаленные пожары. Уже несколько десятилетий спустя появились пожарные самолёты. А после, - в начале 80-х, - спутники начали картографировать пожары на больших пространствах, обеспечивая мониторинг из космоса.
Со временем, учёные создали функциональную текстурированную запись активности пожаров на планете Земля, обеспечив возможность анализировать десятилетие тренды. «С приходом эры спутников темпы обнаружения [пожаров] возрасли колоссально» - говорит Джеймс Рандерсон, учёный Университета Калифорнии. «В глобальных масштабах возможность ежедневных наблюдений в высоком качестве является определяющей»
Анимация ниже показывает ежемесячную активность пожаров на протяжении практически двух десятилетий. Наблюдения основаны на данных спектрорадиометра умеренного разрешения [Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)] спутника Terra (NASA). Цвета обозначают количество (не масштаб) пожаров, наблюдаемых на площади в 1000 км2. Светлые пиксели отображают наибольшую концентрацию пожаров на 1000 км2 - 30 пожаров в день. Оранжевые пиксели - 10 пожаров в день, а красные области - 1 пожар в день на 1000 км2.
Частота пожаров учитывает как естественные пожары, так и пожары, причиной которых стал человек. Полосы огня, пронизывающих Евразию, Северную Америку и Юго-Восточную Азию - массовые палы полей фермерами в апреле и мае. Вспышки летней пожарной активности на севере и в лесах умеренного пояса Северной Америки и Евразии - возгорания, причиной которых стали молнии. В тропических лесах Северной Америки и экваториальной Азии пожары вспыхивают в августе, сентябре и октябре, когда люди используют засушливые сезоны для расчистки тропического леса и саванны от деревьев и кустарников [прим. в основном леса очищают для выпаса скота]. Несколько месяцев спустя можно наблюдать небольшое количество пожаров на обширных лугах, в саванне и тропических лесах Австралии.
Однако истинным огненным континентом является Африка. В среднем на один августовский день в мире спектрорадиометрами спутников Aqua и Terra (NASA) фиксируются 10000 пожаров - 70% из них приходится на Африку. Большое количество вспышек появляется в северной части континента в декабре и январе. Спустя полгода, пожары смещаются к южной части. Действительно, основная пожарная активность в глобальном масштабе достигает своего пика в августе и сентябре, совпадая с пожарными сезонами Южного полушария, особенно в Африке. (Конечно, свой вклад вносит и высокая летняя активность в умеренных и таежных лесах Северного полушария).
Вторая анимация подчеркивает изменение активности пожаров, учитывая сезонность: особенно выделяется декабрь 2014, апрель 2015 и август 2015. Спутниковый снимок выше показывает распространение дыма пожаров в саванне Северной Замбии 29 августа 2018, примерно в это время глобальная активность пожаров достигает своего максимума.
Хотя Африка и лидирует по количеству пожаров, сезонность пожаров там достаточно последовательная и предсказуемая из года в год. Наибольшая волатильность пожарных сезонов характерна для Южной Америки и экваториальной Азии. На этих территориях тяжесть пожарных сезонов связана с циклами Эль-Ни́ньо и Ла-Ни́ньо [прим. из Вики: колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, оказывающая заметное влияние на климат]. Накопление теплой воды в восточной части Тихого океана во время Эль-Ни́ньо изменяет структуру атмосферы и уменьшает количество осадков во многих тропических лесах, что позволяет им легко воспламеняться и распространяться на более обширные территории.
Не смотря на огромное количество двуокиси углерода, выделяемой при горении саванн и таежных лесов, исследования показывают, что в долгосрочном периоде вклад пожаров в этих экосистемах в суммарный объём двуокиси углерода, попадающей в атмосферу, незначительный. Обновление растительности и образующийся древесный уголь обычно нейтрализуют двуокись углерода в течение нескольких месяцев или лет. Однако при перманентных пожарах, наносящих вред деревьям, а также горении торфяников, двуокись углерода не успевает перерабатываться - в атмосфере образуется чистый прирост CO2.
Это во многом объясняет, почему вспышки пожаров в странах с большим количеством торфяников, таких, как Индонезия, серьёзно влияют на глобальный климат. Площадь пожаров в экваториальной Азии составляет всего 0.6% от всей площади возгораний в мире, в то время как генерация двуокиси углерода - 8%, а метана - 23%. 25 октября 2015 года полихроматическая камера спутника DSCOVR [Earth Polychromatic Imaging Camera / DSCOVR] зафиксировала сильное задымление (изображение ниже) с источником в Индонезии, Эль-Ни́ньо был особенно активен в тот период.
Одно из самых интересных наблюдений, сделанных учеными с того момента, как спутник MODIS начал коллекционировать данные, - это ежегодное снижение общего количества пожаров, приходящихся на один квадратный километр. С 2003 по 2019 годы их число снизилось без малого на 25%.
С того момента, как выросла популяции населения, проживающего в пожароопасных регионах Африки, Южной Америки и Центральной Азии, поля и саванны стали более развитыми территориями, приспособленными для ведения фермерского хозяйства. «Как результат, долгие привычки выжигать траву и насаждения в целях расчистки территорий для разведения скота или для иных хознужд сошли на нет» - объясняет научный сотрудник NASA Нильс Андела. Вместо этого люди начали использовать автоматизированную технику.
«В действительности существуют два различных тренда» - говорит Джеймс Рандерсон. «Несмотря на сложившиеся тенденции в саваннах, обуславливающие сокращение глобального числа возгораний, мы наблюдаем значительное увеличение интенсивности и охвата пожаров на западе Соединенных Штатов из-за изменения климата».
Когда в 1980 году учёные начали использовать спутники для глобального мониторинга пожаров, они сделали первый шаг к пониманию того, как фиксировать пожары из космоса. Теперь, после того как MODIS коллекционировал данные в течение почти двух десятилетий, ученые смотрят дальше: на другие спутники и технологии, которые, как они надеются, продвинут их в изучении пожаров в ближайшие годы.
«Серия датчиков нового поколения - компактные инфракрасные радиометры [Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS)] - на спутниках Suomi NPP и NOAA-20 позволяют делать наблюдения за очагами возгорания практически в реальном времени, они более точны, чем датчики MODIS и лучше фиксируют очаги огня, располагающиеся вдоль краев изображений» - отметил Андела.
Тем временем, помагает мониторингу и запуск спутников с сенсорами большого разрешения. «В особенности, спутники Landstat 8 и Sentinel вносят революционный вклад в наши способности обнаруживать территории возгорания небольших полевых и лесных пожаров» - отмечает Рандерсон. «В ближайшие годы нам понадобятся дополнительные возможности обнаружения для отслеживания крупных деструктивных пожаров круглосуточно».
Перевёл специально для pikabu @Bo3DyX
