В последние годы проблема лесных пожаров в Сибири приобрела особую остроту, и площадь, охваченная огнем, нередко исчисляется миллионами гектаров. Тем не менее, современные научные и технологические достижения позволяют надеяться, что эти катастрофы можно не только вовремя выявлять, но и эффективно контролировать. Специалисты Института вычислительных технологий СО РАН (ИВТ СО РАН) под руководством кандидата физико-математических наук А.В. Юрченко уверены: наука располагает реальными инструментами для борьбы с этим явлением, и положительные сдвиги в практике борьбы с лесными пожарами возможны уже в ближайшем будущем.
Сложный характер лесных пожаров: вызовы и особенности
По наблюдениям ученых, в последние десятилетия на планете фиксируются значительные климатические перемены: повышение средних температур, изменение распределения осадков, учащение экстремальных погодных явлений. Всё это неизбежно приводит к росту количества природных пожаров, особенно в Сибири — регионе с огромными лесными массивами и непростым климатом. А.В. Юрченко подчеркивает двойственность этого явления: с одной стороны, лесные пожары — часть природного цикла обновления лесов и почвы, с другой — при неконтролируемом распространении они наносят колоссальный урон природе, экономике и здравоохранению населения.
К сожалению, нынешние масштабы стихийных бедствий показывают, что вред от пожаров существенно перевешивает возможную пользу. Именно поэтому так важно сделать борьбу с огнем максимально эффективной и технологичной, используя весь арсенал современных научных разработок и управленческих решений.
Передовые технологии мониторинга: взгляд из космоса
Ранняя диагностика очагов возгорания — ключ к успеху в борьбе с лесными пожарами. Наземные системы наблюдения, хоть и эффективны при локальных задачах, не могут покрыть громадные территории Сибири. На помощь приходят технологии дистанционного зондирования Земли. Сегодня область Сибири сканируют десятки спутников, оснащённых мульти- и гиперспектральными сенсорами, способными выявлять термические аномалии даже на удалённых и труднодоступных участках. Использование данных со спутников позволяет практически в реальном времени получать объективную информацию о состоянии лесов, очагах пожаров и направлениях распространения дыма.
Крупные исследовательские центры, такие как ИВТ СО РАН, научно-исследовательский центр «Планета» в Новосибирске, а также лаборатории Красноярска и Барнаула (например, АлтГУ и ФИЦ КНЦ СО РАН), ежедневно получают и обрабатывают гигабайты спутниковых снимков. Их анализ и интерпретация помогают сформировать точную карту термоточек, обеспечивая основу для стратегических решений в оперативном управлении природными ресурсами.
Современные методы анализа: искусственный интеллект и большие данные
На высокотехнологичной платформе, созданной в ИВТ СО РАН и других учреждениях СО РАН, работают команды профессионалов, специализирующиеся на обработке изображений, получаемых со спутников. Через использование современных алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта, специалисты способны не только быстро выявлять свежие очаги возгораний, но и отслеживать пути распространения аэрозолей и дыма, сопоставлять новые данные с ретроспективной информацией и строить прогнозы развития ситуации.
Большим успехом можно считать разработку технологий для автоматического обнаружения аномальных тепловых точек и моделирования динамики дыма над сибирскими регионами, что критически важно для оценки рисков для здоровья населения и стратегий профилактики. Многолетний анализ архивных данных позволяет выстраивать долгосрочные тренды распространения пожаров, выявлять и прогнозировать наиболее опасные периоды года и типовые сценарии развития событий.
Прогнозирование пожаров: математические модели на страже природы
Еще одним важным направлением работы ученых ИВТ СО РАН стало создание специализированных математических моделей и программных комплексов, позволяющих предсказывать возникновение и развитие пожаров на большой территории с высокой точностью. За счет интеграции исторических данных о пожарах, погодных наблюдений и информационного обмена с МЧС Российской Федерации и Федеральным агентством лесного хозяйства РФ создаётся целостная система предотвращения стихийных бедствий.
Эти модели учитывают не только текущие климатические условия, но и особенности рельефа, структуру лесных насаждений, скорость и направление ветров, влажность почвы и массу других факторов. На основе такого анализа формируются прогнозы, которые позволяют заранее организовать превентивные работы, повысить готовность лесоохраны и других служб к возможному развитию чрезвычайных ситуаций.
Результаты современных исследований: эффективные инструменты для контроля
Одним из ярких примеров практической реализации научных идей стало создание уникальной системы мониторинга лесных пожаров, функционирующей на базе ИВТ СО РАН. Этот комплекс программных решений, информация о котором доступна на сайте http://sdc.esemc.nsc.ru, обеспечивает сбор, обработку и анализ данных о тепловых аномалиях на обширных просторах Евразии. В режиме реального времени специалисты могут отслеживать задымлённость конкретных регионов, динамику распространения дыма, получать снимки высокого разрешения, поступающие со спутников TERRA и AQUA, что позволяет своевременно информировать ответственные структуры и принимать решения для оперативного вмешательства.
В настоящее время система успешно эксплуатируется при мониторинге условий на территории Новосибирской области и ряда других регионов, внося неоценимый вклад в общую безопасность, охрану природы и здоровья граждан. Эти наработки высоко оценены как специалистами, так и представителями федеральных и региональных органов управления.
Будущее сотрудничества: интеграция науки и практики для сбережения лесов
А.В. Юрченко отмечает, что дальнейшее развитие отечественных технологий мониторинга, анализа и прогнозирования лесных пожаров должно осуществляться в тесной кооперации с уполномоченными государственными органами — МЧС Российской Федерации и Федеральным агентством лесного хозяйства РФ. Такой синтез компетенций создаёт реальную возможность своевременного обнаружения пожаров, оптимизации стратегий профилактики и мобилизации ресурсов для защиты сибирских лесов и населённых пунктов.
Главное, по мнению экспертов, — объединить научные достижения и управленческую волю. Стоимость внедрения современных технологий несоизмеримо ниже потерь от неконтролируемых катастроф, и переход к новому уровню управления лесными пожарами сулит позитивные перспективы для всей страны. Поэтому оптимизм российских учёных, в том числе и коллектива ИВТ СО РАН под руководством А.В. Юрченко, обоснован. Наука идет рука об руку с практикой, внося важный вклад в укрепление экологической безопасности.
Иллюстрация: alexrooss/Фотобанк RU.123.RF
Источник: scientificrussia.ru
