Анализ пожаров в Сибири по спутниковым данным и разработка модуля пожаров в модели динамики растительности

• Автор: Рубцов, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛАВА 1. Мониторинг пожаров: от инструментального контроля до модельного расчета

1.1. Пожары в экосистемах Земли

1.2. Авиационный и спутниковый мониторинг пожаров

1.3. Мониторинг пожарной опасности

1.3.1. Подходы в оценке пожарной опасности

1.3.2. Оценка краткосрочной пожарной опасности в разных странах

1.4. Модели пожаров и кругооборот углерода

ГЛАВА 2. Особенности пространственно - временного распределения

пожаров в Сибири, выявленных методами дистанционного зондирования Земли

2.1. Данные о пожарах со спутников Ж)АА
2.2. Данные о пожарах со спутника Тегга
2.3. Определение величин площадей крупных пожаров
2.3.1. Типы растительности
2.3.2. Определение среднего значения величины площади пожара
2.4. Классификация территории исследования по фактической горимости
2.4.1. Фактическая горимость по спутниковым данным МОАА-АУНВК
о пожарах за 1996-2008 гг
2.4.2. Динамика фактической горимости
2.4.3. Сезонность пожаров
2.5. Продолжительность пожаров
2.6. Антропогенный фактор возникновения пожаров
2.7. Неточности в детектировании пожаров
ГЛАВА 3. Прогнозирование возникновения лесных пожаров
3.1. Принципы моделей погодой пожарной опасности
3.2. Системы оценки погодной пожарной опасности
3.2.1. Российские показатели влажности
3.2.2. Канадская система оценки погодной пожарной опасности лесов
3.3. Верификация индексов ППО, рассчитанных по данным метеостанций
3.3.1. Дневные метеорологические данные
3.3.2. Данные о снеговом покрове
3.3.3. Построение рядов данных о площадях пожаров и индексов ППО
3.3.4. Результаты корреляционного анализа
ГЛАВА 4. Анализ методов параметризации индексов ППО
4.1. Подходы в разработке функции погодного пожарного риска
4.2. Используемые данные
4.3. Нормализация индексов ППО
4.3.1. Линейная нормализация индексов ППО
4.3.2. Нелинейная нормализация индексов ППО
4.4. Верификация индексов ППО, рассчитанных по данном оперативного метеопрогноза
4.5. Влияние качества входных переменных на результат расчета индексов ППО
4.6. Особенности использования индексов ППО в качестве функции пожарного риска
ГЛАВА 5. Разработка модуля пожаров в глобальной модели динамики растительности ORCHIDEE
5.1. Роль пожаров в экосистемах и балансе углерода
5.2. Описание модели ORCHIDEE
5.2.1. Функциональные компоненты модели
5.2.2. Входные, выходные данные и режимы работы модели
5.2.3. Структура пулов углерода
5.3. Разработка и интеграция модуля пожаров в ORCHIDEE
5.3.1. Факторы возникновения пожара
5.3.2. Факторы распространения пожара
5.3.3. Баланс углерода
5.4. Результаты моделирования пожаров
Заключение
Список литературы
Список наиболее используемых сокращений
Приложения
Приложение 1. Ежегодные карты суммарных площадей пожаров
Приложение 2. Карты суммарных площадей пожаров (1996-2008 гг.)
по месяцам
Приложение 3. Карты пространственного распределения коэффициентов корреляции Пирсона при верификации индексов ППО по данным
АУНКЯ
Приложение 4. Коэффициенты полноты сгорания горючих материалов, приведенные разными авторами

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННО - ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЖАРОВ В СИБИРИ, ВЫЯВЛЕННЫХ
МЕТОДАМИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ
В этой главе анализируется пространственно-временная информация о пожарах в Сибири по данным спутниковых систем NOAA-AVHRR и Тегга-MODIS. Определяются величины максимального и среднего размера пожара для каждого класса растительности с использованием карты растительного покрова GLC2000. Применение кластерного анализа определяет зоны повышенной фактической горимости. Выявлен тренд увеличения площадей и количества пожаров, анализируется влияние антропогенного фактора на возникновение пожаров в зависимости от удаленности населённых пунктов и плотности населения, рассматривается частота возникновения облачности как источника помех при спутниковом обнаружении пожаров.
2.1. Данные о пожарах со спутников NOAA
В научных исследованиях биосферных процессов с помощью методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) большой популярностью пользуются данные спектральной съёмки инструментами AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer), расположенными на серии спутников NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Данные с AVHRR покрывают сравнительно большой временной интервал и имеют достаточно высокое пространственное разрешение (1 км в надире). В Институте леса им. В.Н. Сукачева СО РАН совместно с Всероссийским научно - исследовательским институтом по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России (ФГУ ВНИИ ГОЧС МЧС РФ) техническим комплексом ведётся оперативный приём информации со спутников серии NOAA (с 1996 г. и по нынешнее время), а также со спутника Terra (инструмент MODIS) с 2004 г. Пространственно-временная информация ' о пожарах детектируется,