3.4.Причины развития лесных пожаров до крупных

Крупные пожары периодически возникают как в таежных лесах Сибири, Канады, США, так и в ласах Западной Европы, где уровень лесопожарной охраны достаточно высок. От общего числа лесных пожаров крупные составляют 1-2 %, в засушливые годы - 10-15 %, но на их долю приходится 50-70% пройденной огнём площади. Эти пожары значительно интенсивнее обычных, и их последствия как в экологическом, так и в экономическом плане наиболее значительны. Целесообразно крупным называть пожар, охвативший не менее ландшафтно­го урочища, носящий смешанный характер распространения, способный к саморазвитию и требующий специальной большой организационной работы по тушению.

Развитие пожаров до размеров крупных обусловлено рядом причин: природных и организационно-технических. Они взаимосвязаны, и определенные их сочетания создают те условия, когда небольшой пожар развивается в крупный.

К природным факторам относятся: растительность, рельеф и погод­ные условия. К техническим: наличие или отсутствие тех или иных средств пожаротушения и условий, определяющих их применение. К ор­ганизационным относятся все вопросы, связанные с охраной лесов в целом и с организацией тушения отдельных пожаров. Не редки крупные лесные пожары и в нашей стране. Особенно многочисленные они были в 1901, 1908, 1910, 1912-1915, 1921, 1932, 1934, 1936, 1938, 1955, 1958, 1966, 1972, 1975-1976, 1984 гг. и др.

Вспышки лесных пожаров, сопровождающиеся не­сколькими крупными пожарами, возникают в каждом лесном регионе 1-3 раза в десятилетие, а катастрофические с десятками крупных пожаров наблюдаются гораздо реже.

Особенно высокая горимость лесов в Сибири отмечалась в 1915 г., когда с мая по сентябрь лесные пожары охватили территорию в 1,6 млн. км², при этом их общая площадь, по оценочным данным, до­стигла 12 млн. га. Причиной этой вспышки пожаров явилась продолжительная засуха на территории в 3,5 млн. км², которая включала восточную часть Томской и Енисейской, северную и западную части Иркутской губернии и юго-западную часть Якутии. На окраинах этого района с мая по август выпало 50-60 % осадков от нормы, а в центре ее едва 30 %. В течение лета было два про­должительных периода без осадков: первый (в среднем 26 дней) - с половины июня до половины июля и второй (в среднем 20 дней) - с конца июля до половины августа. Этим периодам соответствовало два пожарных максимума.

В 1921 г. массовые лесные пожары возникали в Марийской АССР. Их вызвали очень ранняя весна, сухое и жаркое лето. С апреля по август не было дождей. Пожары начались ранней весной еще до полного схода снега и закончились в первых числах ноября. Основная вспышка их совпала с ураганным ветром, на­чавшимся 22 июня. Средняя скорость продвижения фронта пожаров во время урагана составляла 10 км/ч, а временами достигала 25 км/ч. Были случаи, когда деревни, находящиеся вблизи горящего мас­сива, оставались невредимыми, а расположенные за 5-6 км загора­лись от переброшенных ветром горящих частиц. В результате огнем было пройдено 180 тыс. га леса, уничтожено 60 селений, погибли 1 тыс. голов скота и 35 человек.

В 1972 г. засуха распространилась почти на всю территорию ев­ропейской части СССР. И как следствие - массовые пожары в 7 об­ластях центральной части, а также большое число пожаров в Ленин­градской области, Карельской и Коми АССР, Свердловской, Пермской областях. В целом лесными пожарами было охвачено 17 областей и автономных республик РСФСР. Пожарам 1972 г. предшествовала ран­няя и сухая весна. Снег повсеместно растаял на 2 недели раньше обыч­ного, а летних осадков выпало значительно меньше. В июле в зоне действия отдельных оперативных отделений возникало по 25 - 30 пожа­ров ежедневно, а в августе - по 30-40. К концу августа на огром­ной территории сохранилось несколько тысяч недотушенных пожаров. С августа повсеместно усилился "суховей" юго-восточного и южного направлений. Скорость его достигла 18-20 м/с. Под действием ветра все недотушенные пожары возобновились и в результате массово­го переноса горящих частиц быстро распространились на большие пло­щади.

В 1976 г. крупнейшая вспышка лесных пожаров произошла в Ха­баровском крае. Сухая и теплая осень способствовала их возникновению. Число пожаров в крае ежедневно росло, но они не были ликвидированы, а только локализованы. Ураганный ветер 17 октября, вызванный циклоном, с неимоверной силой возобновлял локализованные пожары, которые на­чали быстро распространяться. Огонь преодолевал минерализованные полосы шириной в 12 бульдозерных колей. В тушении пожаров приня­ли участие десятки тысяч людей. И несмотря на это они были полно­стью ликвидированы только выпавшим снегом. Огнём уничтожено около 30 таёжных посёлков и более 30 предприятий.

Таким образом, причина появления крупных пожаров везде одна - накопление большого числа не ликвидированных, а только локализован­ных пожаров, которые при критических атмосферных условиях выходят из-под контроля и быстро достигают крупных размеров.

На лесной территории от Урала до Тихого океана крупные лесные пожары возникают ежегодно. Распределение их не равномерно, так как пожары повторяются в определенных регионах, отличающихся повышенной частотой засушливых лет и антропогенной нагрузкой. Преобладающее число крупных пожаров возникает в светлохвойных насаждениях, исключение состав­ляют дальневосточные районы, где пожары распространяются больше в насаждениях твердолиственных пород в весенний и осенний пожароопасные периоды.

Наибольшее число крупных пожаров возникает на территории Во­сточной Сибири и Дальнего Востока, в Западной Сибири в Томской, а также северо-западной и северо-восточной частях Тюменской области.

В засушливые годы число крупных пожаров резко возрастает, несмотря на общее улучшение ох­раны лесов в целом по стране. Анализ динамики пожаров показывает, что при существующей деятельности авиационной охраны лесов в области пре­дел числа пожаров, с которыми могут справляться оперативные отделе­ния в экстремальный сезон, 6-12. Таким образом, число потушенных пожаров в один день может быть показателем предельной мощности лесопожарных служб в конкретных природных условиях.

В Сибири и на Дальнем Востоке можно выделить два типа пожаро­опасных сезонов: продолжительный непрерывный, когда горимость со­храняется в течение 5-7 месяцев, и короткий непрерывный, когда пожарная опасность достигает максимума в летние месяцы. Первый характерен для южной тайги, второй - для средней и северной. В некоторых ре­гионах южной тайги можно наблюдать двойной пожароопасный сезон (Тувинская, юг Хабаровского края). Пожарная опасность в этом случае возникает весной и осенью. Весенний период короткий ( 1-1,5 месца) и заканчивается с началом выпадения летних осадков и по­явлением растительности. Осенний наступает с окончанием летнего дождливого периода и усыханием травяной растительности и длит­ся до осенних дождей.

Наибольшее число крупных пожаров возникает в мае - июле. Однако в некоторые годы в южной тайге может быть сдвиг максимальной горимости как в сторону апреля, так и августа. Устойчивая, высокая горимость в июле сохраняется лишь в северных районах Красноярского края, Якутии, Томской и Магаданской областях. Своеобразный пожароопасный сезон отмечен в Амурской области. Его можно отнести к типу двойного, так как пожарные максимумы приходятся на май и июль. В июне горимость низкая, а в октябре не­сколько повышена. Это можно объяснить тем, что в южной части об­ласти повышенная горимость весной, а с наступлением летнего дожд­ливого периода и с появлением растительности в июне она прерывает­ся. В июле пожары возникают в северных горных районах области, гра­ничащих с Якутией. Поэтому второй максимум пожаров в июле совпада­ет с высокой горимостью, присущей северным регионам.

Несколько необычен пожароопасный сезон в Читинской области. Здесь достаточно высокая горимость лесов существует уже в апреле и достигает своего максимума в мае. В июне - июле она умеренная. Од­нако в отдельные засушливые годы число пожаров резко возрастает и в июле за счет повышенной горимости северных горных районов об­ласти. В весенний период чрезвычайно интенсивно идет процесс пожар­ного "созревания" лесных ландшафтов в Приморском крае, Свердлов­ской, Томской областях и в Бурятии. Здесь крупные пожары возникают в течение 20-дневного бездождного периода. Это указыва­ет на то, что весенний пожароопасный период по условиям погоды чрезвычайно напряженный и для эффективной борьбы с пожарами тре­буются дополнительные силы и средства.

В летний пожароопасный период крупные пожары почти повсеме­стно возникают при 30-дневной засухе. От 66 до 100 % всех пожа­ров приходится на засушливый период продолжительностью 40-50 дней. В осенний пожароопасный период крупные пожары довольно ред­ки. Наибольшее число их наблюдается в Приморском крае, где они на­чинаются после 20 -30-дневного бездождного периода. Почти 100 % крупных пожаров осенью возникает при засухе продолжительностью 60-70 дней.

Крупные пожары на этой территории возникают в среднем один раз в два-три года, а их вспышки – один-два раза в десятилетие. На большей части Восточной Сибири и Дальнего Востока пожары возникают ежегодно, но крупные вспышки - один раз в три-четыре года, часто они повторяются два года подряд.

Крупные пожары возникают на фоне многочисленных небольших по­жаров. Предельная частота возникновения пожаров в один день, при которой часть из них достигает крупных размеров, по Томской области колеблется от 6 до 18. По другим регионам предел может быть иным, так как зависит от конкретных природных и экологических факторов. Критическим условием возникновения крупных пожаров являются: вес­ной - 10-дневный период без дождя, летом - 20-дневный, осенью - 30 - 40-дневный. Максимум крупных пожаров возникает весной по­сле 30 - 40-дневного периода без дождя, летом и осенью после 40 -50 дневного. Известно, что почти все крупные пожары возникали и возникают в экстремальных погодных условиях – в засуху, когда интенсивно высушивается не только поверхностные и нижележащие горючие материалы на суходолах, но и участки леса, которые в обычные годы служат препятствием для распространения пожаров (поймы рек, болота, мочажины и прочие места с избыточным увлажнением). При продолжительной засухе высыхают валежник и другие крупные лесные горючие материалы. Все это приводит к тому, что исчезают естественные преграды распространению пожаров, создаются предпосылки возникновения крупных пожаров.

При одинаковом количестве источников огня в засушливые годы вероятность появления пожаров увеличивается, а возможности их тушения уменьшаются. В период засухи особенно трудно гасить пожары в заболоченных и болотных лесах, где имеются большие запасы органической массы, готовой к горению. Поэтому проблема крупных пожаров – это проблема засух и их прогнозирования.

Для организации и планирования охраны лесов от пожаров особое значение имеет вопрос о повторяемости засушливых лет, так как это даёт возможность прогнозировать условия, способствую­щие возникновению крупных пожаров. Выявлены циклы: 11-летний длительностью 9-14 лет, 22- летний соответственно 19-25 лет, вековой - 80-90 лет и многовеко­вой - около 1800-1900 лет.

Установлено, что в последнее столетие гидротермические условия в весенне-летний сезон ритмически колеблются с циклом 16-18 лет.

Вековой баланс гидротермического режима увлажнения ритмиче­ски колеблется около некоторого среднего значения. Прослеживаются 32-летние климатические циклы. На них накладываются 11-летние рит­мы. Но засухи в воздухе на фоне улучшения увлажнения в вос­ходящей фазе, как правило, не усиливаются почвенной засухой, как это бывает в нисходящей фазе.

Один из ведущих факторов, определяющих распространение и развитие пожара, - ветер. От его скорости и направления зависит интенсивность пожара, конфигурация контура, соотношения длин частей кромки.

Влияние ветра на распространение пожара выражается в двух ас­пектах. Это обычный процесс, проявляющийся на всех пожарах, когда ветер действует непосредственно на горящую кромку, наклоняет пла­мя к горючему, ускоряя его воспламенение, и выносит за пределы фронтальной кромки горящие частицы, которые образуют новые очаги горения в нескольких метрах от фронта. В этом случае скорость про­движения кромки ограничена скоростью воспламенения и в целом не превышает 1,0-1,5 км/ч (25 м/мин) даже при сильном ветре.

Второй вариант, наиболее опасный, с точки зрения тушения пожа­ра, - когда развивается "пятнистая" форма распространения пожара.Она связана с поднятием горящих частиц конвектив­ным потоком пожара на высоту 1000-2000 м, где они переносятся верхним ветром на большие расстояния, образуя очаги горения. Боль­шое число горящих частиц в пределах 300-1000 м от фронта пожара часто создают трагические условия из – за воспламенения леса позади тушильщиков. Часто "пятнистые" очаги, сливаясь, образуют так называемые ложные фронты, которые длительное время могут двигаться впереди основного фронта. При верховых пожарах иногда возникают огромные конвекционные потоки горячего воздуха, переносящие при усилении ветра зажженые куски коры, шишки, кусочки древесины на расстояния до нескольких километров.

Лесной пожар можно рассматривать как систему с быстро протекающими процессами тепло- и массообмена в открытой среде. Предсказание поведения этой системы чрезвычайно важно для решения многих практических задач. Контур лесного пожара является основным параметром, от которого зависит тактика тушения, а также выбор способов и средствборьбы с ним. Контур определяет и общий объем работ по ликвидации пожара. Конфигурация контуров пожаров может быть разнообразной. Наиболее распространенными являются формы круга, эллипса, треугольника, трапециевидные.

Геометрические формы периметра пожара зависят от многих факторов, но определяющими являются: вид, количество, структура горючих материалов и их влагосодержание, температура воз­духа, скорость ветра и топография местности.

Группа основных проводников горения разделена на две подгруппы: слои из мхов и лишайников, они остаются постоян­ными по своим характеристикам в течение всего сезона; слои из мел­ких растительных остатков, они изменяют свою структуру и физиче­ские свойства в течение сезона из-за неравномерности поступления и разложения растительных остатков.

Каждая из подгрупп основных проводников горения делится на че­тыре типа по скорости пожарного созревания, начиная с самых пожа­роопасных, влажность которых не зависит от влажности почвы и под­стилки.

Слои из мхов и лишайников:

Лш - лишайниковый (из ягеля); пожарная зрелость наступает при I классе засухи (показатель Нестерова до 300 ед.), низовые пожа­ры имеют преимущественно беглый характер.

Сх - сухомшистый (слои из зеленых мхов на дренированных уча­стках); пожарная зрелость наступает при II классе засухи, характер­ны устойчивые низовые пожары.

Вл - влажно-мшистый (слои из зеленых мхов, политрихумов и сфагнов на слабо дренированных участках); пожарная зрелость насту­пает при Ш классе засухи (показатель Нестерова от 1001 до 4000 ед.), пожары имеют устойчивый характер.

Бм - болотно-моховой (слои из сфагновых и гипновых мхов в бо­лотных лесах и на открытых болотах при отсутствии слоя из осоко­вой ветоши); участки с данным проводником горения практически негоримы (Бм₂), за исключением небольших болот среди суходолов и неосушенных торфяников с мощностью торфа менее 0,8 м (Бм₁), пожароопасный период наступает при IV-V классах засухи (показатель Нестерова от 4001 до 12000 ед.), характерны низовые устойчивые пожары.

Слои из мелких растительных остатков:

Тв - травяно-ветошный (слои из травяной ветоши, в которой пре­обладают усохшие на корню злаки или осоки при общем запасе не ме­нее 0,1 кг/м ); летом обычно переходит в рыхлоопадный или даже плотноопадный тип, а осенью восстанавливается; пожарная зрелось наступает при I классе засухи (показатель Нестерова до 300 ед.), характерны беглые низовые пожары.