Вопрос ученому: какой пожар страшнее?

«Недавно по новостям передали, что из-за установившейся сухой и ветреной погоды у пожарных бывает до ста выездов в день. Я считаю, что виноваты в этом не только люди, которые жгут костры и бросают окурки, но и наши власти. Неужели нельзя как-то заранее готовиться к весне? Ведь она не наступает неожиданно», — написал нам Сергей и тут же предложил создать народные дружины и повысить штрафы за костры в лесу. Ну а мы задались вопросом: можно ли предсказать природный пожар, и не ждет ли нас по-настоящему «горячее» лето 2012-го? Как оказалось, исследованием причин возникновения и распространения природных пожаров уже более 30 лет занимаются на мехмате ТГУ. Напоминаем, если вам есть, что спросить у ученых, пишите в комментарии или на почту nau4ka@vtomske.ru. Ваши вопросы мы зададим экспертам в самых разных областях науки и опубликуем ответы на них на портале.

Александр Фильков, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физической и вычислительной механики ММФ ТГУ:

— Действительно, как только сходит снег, томским пожарным регулярно приходится выезжать на тушение горящей сухой травы в полях и лесах. Однако бывает очень сложно потушить лесной пожар, который полыхает и ревет, угрожая не только дикой природе, но и человеку. Еще труднее справиться с горящими торфяниками. А для Томской области, которая изобилует болотами и богата торфом, эта тема особенно актуальна. И дело не только в том, что часто для тушения или предотвращения катастрофы не хватает техники или специалистов. Дело в самом торфе.

Существует несколько причин возникновения торфяных пожаров: самовозгорание торфа, «сухие грозы» (удары молний без последующего ливня) и антропогенные источники (искры, возникающие при работе техники, неосторожное обращение человека с огнем и др.). Самовозгорание — это воспламенение торфа из-за его окисления кислородом воздуха. При этом не обязателен приток тепла извне. В процессе участвуют микроорганизмы, продукты жизнедеятельности которых накапливаются и приводят к постепенному прогреванию массы торфа до 60-65°C. При последующем повышении температуры торф превращается в полукокс, склонный к спонтанному самовозгоранию под действием кислорода воздуха. Однако пожары по этой причине возникают в основном на торфопредприятиях.

Кроме того, повышенная пожарная опасность торфа обусловлена его пористой структурой, малой плотностью и наличием в составе до 40% кислорода, что позволяет скрыто развиваться процессам горения в скоплениях и залежах торфа, то есть практически без доступа воздуха. Огонь может уходить вглубь торфа на метры и даже десятки метров, в зависимости от толщины торфяника, а потом выйти на поверхность на значительном удалении от места заглубления, поджечь траву, кустарники и опять уйти вглубь. При этом дымом окутана огромная территория, и найти очаг возгорания невозможно. Словом, такой пожар совершенно непредсказуем, не зависит от внешних условий, и практически непобедим. Даже после того, как летом 2010 года горящие в европейской части России торфяники заливали большим количеством воды, спустя какое-то время все равно находили следы тления торфа, в том числе и под снегом. Торфяники в юго-восточном Подмосковье продолжают тлеть и до настоящего времени, при этом сохраняется значительный риск возобновления торфяных пожаров в этом году.

Торфяные пожары как научная тематика долго оставались в тени. Но в связи с событиями последних лет к ним возрос интерес. Например, буквально на днях в ТГУ пройдет конференция с международным участием «Математическое и физическое моделирование опасных природных явлений и техногенных катастроф», на которой, в частности, будут обсуждаться вопросы торфяных пожаров. Наша кафедра сейчас работает над методиками прогноза возникновения и тушения таких возгораний совместно с коллегами из Франции. Мы проводим не только теоретические, но и экспериментальные работы: определяем время воспламенения образцов торфа, их критическую энергию, а также скорости и направление распространения горения в слое торфа. В последнее время мы активно занимаемся исследованием перехода низового лесного пожара в торфяной. В прошлом году был проведен эксперимент на полигоне Института оптики атмосферы СО РАН, который показал, что, если на торфянике имеется достаточно сухой проводник горения (к примеру, мох или лишайник), то почти со 100% вероятностью произойдет воспламенение слоя торфа и дальнейшее его тление. Таким образом, нужно очень внимательно следить за низовыми лесными пожарами, имеющими место рядом с торфяниками.

Для предсказывания пожаров мы используем методы математического моделирования —разработали программные комплексы для визуализации результатов моделирования низовых лесных пожаров в геоинформационной системе. Пользователь на электронной карте мышкой указывает точку возникновения пожара или рисует очертания его начального контура, вводит требуемые параметры — и программа выдает результат, от которого может зависеть судьба какого-нибудь поселка, расположенного на пути следования стихии. Эта информация очень актуальна для МЧС и лесных служб, ведь мы можем наглядно, с помощью графических средств, предсказывать скорость распространения пожара и развитие его контура с учетом метеоусловий.

Как известно, прогноз — дело неблагодарное. Возникновение торфяных пожаров зависит от климатических, метеорологических, топографических и ряда других факторов. К их числу можно отнести продолжительность засушливого периода, интенсивность солнечной радиации, температуру воздуха, влажность, структуру торфа и уровень стояния грунтовых вод. Чем дольше стоит сухая погода, тем больше высыхает торфяной пласт, а грунтовые воды уходят глубже в землю. Проходящие кратковременные дожди несколько увлажняют почву, но не настолько, чтобы восполнить потери при испарении влаги. Обычно крупные торфяные пожары возникают на четвертый-пятый день устойчивого засушливого периода. Поэтому ситуация с торфяными пожарами напрямую будет зависеть от погодных условий. Жаркое лето — это готовые к воспламенению торфяные болота плюс большое количество отдыхающих на природе людей, которые являются «потенциальными поджигателями».

Ученые сейчас много трудятся над исследованиями в области возникновения и распространения пожаров, а также разрабатывают различные варианты безопасного тушения. В будущем году, надеюсь, нам удастся внедрить разработанный нами программный комплекс по прогнозированию низовых лесных пожаров в управление ГО и ЧС по Томской области. Однако могу совершенно точно сказать: самый простой и надежный способ защититься от торфяных да и других пожаров — не делать так, чтобы они возникали. Ведь по статистике более 90% природных пожаров вызваны деятельностью человека. Ни пожарные, ни МЧС, ни лесники не могут усмотреть за каждым брошенным окурком или непотушенным костром. Единственная надежда — на сознательность людей и своевременное обнаружение очагов возгорания.