О роли метана и озона атмосферы в возникновении массовых пожаров

@REGNUM

Введение

Рис. 1. (а) настенная роспись Джулио Париджи в галерее Уффици во Флоренции, на которой римские корабли сжигаются с помощью зеркала Архимеда

Рис. 1. (а) настенная роспись Джулио Париджи в галерее Уффици во Флоренции, на которой римские корабли сжигаются с помощью зеркала Архимеда

Природное самонагревание материалов обусловлено микробиологическими и химическими процессами. Дальнейшее природное нагревание связано с окислением и разложением органического вещества, сопровождающимся выделением энергии. В условиях затруднения теплообмена (теплоизоляции, предотвращения сноса тепла) может начаться ускорение реакций самонагревания, вплоть до достижения температуры (t℃) самовоспламенения и возникновения пламенного горения [1]. Катализаторами самовозгораний также являются метан (CH4), сухие грозы, солнечная радиация, усиливающаяся при снижении концентрации озона (О3) в атмосфере [2], вулканическая лава и метеоры, антропогенные факторы: искры, окурки, осколки стекла и полиэтиленовая посуда — любой предмет, способный концентрировать световой поток или затруднять теплообмен (Рис. 1). В Табл. 1 приведены сведения о t℃ самовозгорания часто встречающихся веществ.

Табл. 1. Соотношение между t°С и Дж, числом Дж при различных разогревах объектов [3–7].

t°СМатериалДж (t°С)Дж (t°С)/Дж (0°С)Дж (t°С)/Дж (30°С)Дж (t°С)/Дж (50°С)
0316
103641,2
304791,5
506182,01,3
>70сено7862,51,61,3
80войлок8822,81,81,4
120хлопок, трухлявая древесина13554,32,82,2
≥135хвойная лесная подстилка15735,03,32,5
140торф16525,23,42,7
≥164эфиры20716,64,33,3
180-230резина, каучук, масла на эфирной основе23917,65,03,9
205листва, хвоя29649,46,24,8
230бумага, растительные масла363411,57,65,9
260березовая кора458114,59,67,4
466пропан16 92453,635,327,4
537метан24 42677,451,039,5
605окись углерода33 718106,870,454,5

Из литературы известно, что пожары характерны для стогов сена, болот, свалок, приземного метана и эфирных масел, а также зон дефицита озона (O3), поскольку сокращение толщины озонового слоя на 20% соответствует увеличению потока ультрафиолетового (УФ) излучения приблизительно на 40%, росту вклада потока излучения в полосе 280–320 нм с 2–3% до 5%, с высотой ионизирующее излучение удваивается на каждые 1500 м, интенсивность УФ (320–400 нм) удваивается. Удваивается не просто часть солнечной энергии, что дополнительно нагревает Землю, а те фотоны, что обладают достаточной энергией для разрушения химических связей с выделением тепла, например, разрушения молекул приземного O3 [7–9].

В сухой, обедненной O3 атмосфере даже одного-двух отражений солнечного света («солнечных зайчиков») может быть достаточно для самовоспламенения, особенно «зайчиков» из УФ части радуги (Табл. 1). Вне зон, насыщенных УФ, для самовозгорания требуется длительное совпадение пятен света от нескольких, а то и множества отражений солнечной радиации (что маловероятно).

Рис. 1. (а) настенная роспись Джулио Париджи в галерее Уффици во Флоренции, на которой римские корабли сжигаются с помощью зеркала Архимеда

Рис. 1. (а) настенная роспись Джулио Париджи в галерее Уффици во Флоренции, на которой римские корабли сжигаются с помощью зеркала Архимеда

Для анализа были использованы спутниковые карты: 1) пожаров [12], 2) концентраций CH4 на 681.3hPa (≈3км) радиометра AIRs ИСЗ AQUA за 2005–2010 годы, 3) отклонений от нормального общего содержания O3 в толще атмосферы [13], 4) магнитных аномалий [14, 15] и 5) метеорологических данных [16]. Для оценки региональной пожарной опасности отбирались ситуации с аномальным состоянием одного из факторов при фоновом уровне остальных. Это важно для процесса ожидания — подготовки — профилактики массовых возгораний. Для внутреннего микробиологического самонагревания требуются недели, для перехода от самонагревания к самовоспламенению — часы, для прогноза интенсификации внешних «факторов» (озоновые дыры, сухие грозы, положительные аномалии CH4) — считаные сутки, а то и часы, для землетрясений — недели [17, 18].

Антропогенные возгорания на Канарских островах

Пожары на площади в десятки квадратных километров с эвакуацией тысяч людей на Канарских островах в последние годы были вызваны не вулканической лавой, а людьми:

· 31.07.2007 «поджог совершил лесничий, опасавшийся увольнения» [19];

· 06.08.2016 «турист из Германии поджог туалетную бумагу, что спровоцировало лесные пожары» [20];

· в августе 2019 года «местный житель нарушил технику безопасности при сварочных работах, после чего искры спровоцировали возгорание» [21] (Рис. 2).

Рис. 2. Антропогенные пожары на Канарских островах (a) в 2007 г.; (b) в 2016 г. и © в 2019 г

Рис. 2. Антропогенные пожары на Канарских островах (a) в 2007 г.; (b) в 2016 г. и © в 2019 г

Природные возгорания: техногенная составляющая

Природные пожары с техногенной составляющей трассируют обочины автодорог с сухой травой и кустарником (искры от автомобилей, включая отлетевшие камни, окурки, бумага, резина, придорожные свалки, традиции земледелия или культов, пикники на обочине).

Весной пожары трассируют автодороги вдоль западного, восточного и северо-восточного берегов Северной Кореи, а также границу между корейскими государствами (Рис. 3a–c), на севере Южной Кореи — вдоль западного берега и далее на юг по центру полуострова (Рис. 3d). Не все дороги «загораются» синхронно, связано это с дегазацией CH4 при оттаивании грунта, особенностью травяного покрова, наличия сухих кустарников, экспозицией, сроками уборки мусора, ритуалами и т.п.

Рис. 3. (a) карта дорог на Корейском полуострове, на врезке — концентрация CH4 30–31.03.2005. Красным показаны очаги пожаров (b) 29.03.2005, © 30.03.2005 и (d) 10.03.2013, эллипсами обведены пожары, трассирующие автодороги

Рис. 3. (a) карта дорог на Корейском полуострове, на врезке — концентрация CH4 30–31.03.2005. Красным показаны очаги пожаров (b) 29.03.2005, © 30.03.2005 и (d) 10.03.2013, эллипсами обведены пожары, трассирующие автодороги

На Рис. 4b полоса возгораний трассирует с северо-запада на юго-восток автодорогу (≈400 км) через Боснию и Герцеговину. Далее пожары тянутся вдоль дорог на Македонию и Албанию, одиночное возгорание наблюдается по трассе на Белград (Рис. 4a).

Рис. 4. (a) карта дорог на Балканах; (b) пожары 21.04.2007

Рис. 4. (a) карта дорог на Балканах; (b) пожары 21.04.2007

По-видимому, аналогичен «мусорный» генезис весенних пожаров вдоль дороги из российского Калининграда в Каунас (Рис. 5), из Гамбурга в Берлин и далее в Прагу (Рис. 6a), из стран Бенилюкса через Альпы в Милан (Рис. 6b) и южный участок дороги из Марселя в Париж (Рис. 6c). Эти возгорания, как правило, ограничиваются одним днем (горят не торфяники и леса, а придорожная трава и свалки).

Рис. 5. (a) пожары в Калининградской области 05.05.2013; (b) карта дорог, красным фоном — генерализованные

Рис. 5. (a) пожары в Калининградской области 05.05.2013; (b) карта дорог, красным фоном — генерализованные

Рис. 6. Пожары (а) в Германии 22.05.2013; (b) вдоль дороги из стран Бенилюкса в Милан 27.03.2017; © на дороге из Марселя в Париж 19.02.2019

Рис. 6. Пожары (а) в Германии 22.05.2013; (b) вдоль дороги из стран Бенилюкса в Милан 27.03.2017; © на дороге из Марселя в Париж 19.02.2019

Весной возгорания трассируют дорогу от Волгограда до Ростова-на Дону, от Черного моря до Махачкалы вдоль предгорья Северного Кавказа и далее вдоль Каспийского моря до дельты Волги. Пожары вдоль Нижней Волги приурочены не к автодороге, что на западном берегу, а к сухой, весной не обводненной осоке и камышу Волжской поймы (Рис. 7).

Рис. 8. Пожары на Северо-Востоке Африки 01.08.2009

Рис. 8. Пожары на Северо-Востоке Африки 01.08.2009

В Алжире основные дороги идут в 20–50 км полосе вдоль Средиземного моря (Рис. 8). Перед Тунисом одна из дорог отходит от берега на юг ≈200км [24]. Пожары трассируют дорожную инфраструктуру, включая юго-восточный участок.

Рис. 8. Пожары на Северо-Востоке Африки 01.08.2009

Рис. 8. Пожары на Северо-Востоке Африки 01.08.2009

Природные возгорания с антропогенной составляющей: весенний пал сухой травы

В Китае, Индокитае и Индии практикуются массовые палы, например, для удобрения полей пеплом сгоревшей рисовой соломы, как ритуал религиозных культов и как способ борьбы со змеями. В Северо-Западной и Центральной Европе палы не столь массовы (иногда горят целые районы, например, в конце марта 2019 года у германо-польской границы), как в Восточной Европе (Рис. 9а). Причин существенного превышения числа и масштабов природных пожаров в Восточной Европе по сравнению с Западной и Восточной Европой, что особенно заметно весной, несколько.

1. При оттаивании почвы и болот происходит массовая дегазация, что способствуют возгораниям законсервированного мерзлотой метана.

2. Обилие атлантической влаги на северо-западе Европы по сравнению с центром и особенно востоком и юго-востоком континента.

3. Превышение концентрации биогаза в приземной атмосфере на востоке континента над западом (Рис.10), что связано с фрагментарной заболоченностью, лесами, черноземами, вечной мерзлотой на востоке и подземными скоплениями углеводородов (например, Донбасс — второй Баку);

4. Преобладание низкорослой газонной и луговой травы с осеннее-весенним скашиванием высокого сухостоя на западе по сравнению с нескошенным, порой высоким разнотравьем и сорняками на востоке, включая ветошь (засохшие, не потерявшие связь с растением, стоящие на корню побеги). К тому же именно к весне приурочены локальные дефициты O3 и высокая прозрачность атмосферы — условия, благоприятствующие самовоспламенению [7].

Именно различием в травяном покрове, особенно на обочинах дорог, можно попытаться объяснить отсутствие массовых весенних возгораний в соседних с Калининградской областью польских и литовских районах Восточной Пруссии (Рис. 9b, c).

Отметим, что большинство пожаров на Земле происходит не в СНГ, а в Латинской Америке, Экваториальной Африке и Индокитае. В Европе — это Балканы, водосбор Дона (плавни, чернозем, ископаемые углеводороды) и Северная Португалия [14, 15].

Рис. 9. (a) пожары в Европе 23.03.2019; (b) пожары в Калининградской области и окрестностях 24.03.2007 и © 28.03.2007

Рис. 9. (a) пожары в Европе 23.03.2019; (b) пожары в Калининградской области и окрестностях 24.03.2007 и © 28.03.2007

Рис. 10. Среднее содержание CH4 в атмосфере 2003–2005 гг.

Рис. 10. Среднее содержание CH4 в атмосфере 2003–2005 гг.

В России, Белоруссии и на Украине по обочинам дорог среди разнотравья характерна и высокая ветошь — засохшие, стоящие на корню побеги, что загораются от искры (Рис. 11).

Рис. 11. Фото травы (ковыль, ветошь) и пожары на обочинах дорог

Рис. 11. Фото травы (ковыль, ветошь) и пожары на обочинах дорог

Для северо-запада и центра Европы характерны луга и сеянные газоны из низкорослых трав (Рис. 12). Они дешевле в эксплуатации и более неприхотливы, чем чисто злаковые газоны, нуждающиеся в регулярном кошении для поддержания высоты в 5–6 см.

Рис. 12. Луга (а) и газоны (b)

Рис. 12. Луга (а) и газоны (b)

Природные возгорания: роль метана и землетрясений

С окончанием весенних палов от Великобритании и Скандинавии до Испании, Северной Африки и Турции пожары становятся единичными. Возгорания значимо разрастаются при всплесках приземных концентраций CH4 > 2–5%.

Возгорания во влажной весенней Британии, как правило, единичны, но в сухие дни они появляются едва ли не во всех графствах, включая Шотландию (Рис. 13). Например, 26–28.03.2007 пожары совпали с перемещавшейся над Англией областью повышенной концентрации CH4 и землетрясением в центре острова 27.03.2007 магнитудой (M) = 1,3 на глубине (H) = 1,9 км, 53,48°N, 1,21°W.

Рис. 13. (a, b) пожары 26.03.2007 и 28.03.2007; © концентрация CH4 на 26–27.03.2007; (d) аномалия O3 27.03.2007 (d); (e) метеоданные на английской авиабазе Brize Norton (51.75°N, 1,58°W) — tmax℃, tmin℃ и f%

Рис. 13. (a, b) пожары 26.03.2007 и 28.03.2007; © концентрация CH4 на 26–27.03.2007; (d) аномалия O3 27.03.2007 (d); (e) метеоданные на английской авиабазе Brize Norton (51.75°N, 1,58°W) — tmax℃, tmin℃ и f%

Даже мокрой зимой на востоке Азии в сейсмоспокойные дни порой происходят десятки возгораний. Например, 06.02.2009 при отсутствии аномалий в полях CH4 и O3 в малооблачной атмосфере в Корейском регионе возгораний не было, в Японии — два пожара (Рис. 14). К 08.02.2009 на фоне неизменного содержания O3, но при росте концентрации CH4 в Северной Корее произошло около десятка возгораний. В этот же день на фоне перемещения через острова всплеска концентрации CH4 (метанового облака) в Японии — десятки пожаров.

Рис. 14. (a, b) пожары 06.02.2009, 08.02.2009; (c, d) концентрация метана; (e) содержание озона

Рис. 14. (a, b) пожары 06.02.2009, 08.02.2009; (c, d) концентрация метана; (e) содержание озона

Летние возгорания в горах Кавказа связаны с соответствующим гористости приростом энергоемкой ультрафиолетовой составляющей солнечной радиации на 5–15%. Пожары также традиционно трассируют дороги от Новороссийска до Махачкалы (Рис. 15a). 25–26.07.2010 возгорания немногочисленны и в основном наблюдались лишь к западу от Грозного. Но уже 27.07.2010 массово горело все предгорье Северного Кавказа, вплоть до предместий г. Сумгаит (Азербайджан) (Рис. 15б). Этот рост пожарной опасности на фоне увеличения максимальной температуры на 3–4℃ и снижения относительной влажности приблизительно на 10% (Рис. 16а) совпал с перемещением из Ирака на Северный Кавказ метанового облака (Рис. 15d–f). Значимое сокращение числа пожаров на Северном Кавказе к 30.07.2010, вплоть до их полного прекращения в Дагестане (Рис. 15c), связано не с погодой (сушь и жара остались), а со снижением масштабных повышенных концентраций CH4 в регионе (Рис. 15f). Сейсмическая обстановка в регионе с 25 июля по 1 августа 2010 года была спокойная [29, 30]. В анализируемый период аномалий общего содержания O3 в регионе не было (Рис. 16b).

Рис. 15. (a–c) очаги пожаров 26–27.07.2010 и 30.07.2010; (d–f) концентрация CH4 24–25.07.2010, 28–31.07.2010

Рис. 15. (a–c) очаги пожаров 26–27.07.2010 и 30.07.2010; (d–f) концентрация CH4 24–25.07.2010, 28–31.07.2010

Рис. 16. (a) метеоданные по г. Грозный с 25 по 31 июля 2010 г.; (b) относительное содержание O3. 7 июля 2010 г

Рис. 16. (a) метеоданные по г. Грозный с 25 по 31 июля 2010 г.; (b) относительное содержание O3. 7 июля 2010 г

В третьей декаде февраля 2019 года пожары были в Пиренейских горах и на юге Франции, включая южный участок автомобильной трассы от Средиземного моря на Париж и у Лазурного берега, причем всплески числа возгораний приходились на дни локальных минимумов f% — 23.02.2019 и 27.02.2019 (Рис. 17). Максимум числа пожаров пришелся на 27.02.2019, особенно севернее Марселя, в день землетрясений в Швейцарии, французских Пиренеях и, главное, на взморье Марселя с M = 3,5. В этот же день на фоне землетрясения в Английском канале вдвое возросло число возгораний в Бельгии. Отрицательная аномалия общего содержания O3 над северо-западной Европой 27.02.2019 не привела к массовым возгораниям в безоблачном севере и центре Франции!

Рис. 17. (a–d) пожары 23.02.2019, 25.02.2019, 27–28.02.2019, на врезке аномальное содержание O3; (e) метеоданные г. Алби, Франция (43.92°N, 2,12°E); (f) эпицентры землетрясений

Рис. 17. (a–d) пожары 23.02.2019, 25.02.2019, 27–28.02.2019, на врезке аномальное содержание O3; (e) метеоданные г. Алби, Франция (43.92°N, 2,12°E); (f) эпицентры землетрясений

В Алжире 08.07.2006 было лишь одно возгорание (Рис. 18). Но 10.07.2006 с повышением tмакс℃ на 3–6℃ до 35℃ и понижением f% 10–13% до 60% число пожаров возросло в разы. Далее, к 12–13.07.2006 на фоне спада t℃ и роста f% возгорания не прекратились. Медленная стагнация числа возгораний была обусловлена региональными землетрясениями и всплеском концентрации CH4. Пожары стихли лишь к 14.07.2006 не из-за значимых изменений метеоусловий, а в результате прекращения землетрясений и снижения концентрации CH4 [29]. Такое сочетание региональных всплесков концентрации CH4 и землетрясений обусловлено ячеисто-линейной структурой осадочного чехла, по которому мигрируют углеводороды (Рис. 19).

Рис. 18. (a–e) пожары8,10,12, 13 и 14 июля 2006 г.; концентрация метана (f) 11–12 июля и (g) 13–14 июля 2006 г.

Рис. 18. (a–e) пожары8,10,12, 13 и 14 июля 2006 г.; концентрация метана (f) 11–12 июля и (g) 13–14 июля 2006 г.

Рис. 19. (a–e) пожары8,10,12, 13 и 14 июля 2006 г.; концентрация метана (f) 11–12 июля и (g) 13–14 июля 2006 г.

Рис. 19. (a–e) пожары8,10,12, 13 и 14 июля 2006 г.; концентрация метана (f) 11–12 июля и (g) 13–14 июля 2006 г.

В сейсмоспокойной дельте Нила в октябре 2006 года при содержании O3 выше нормы на 5–15% ситуация с пожарами была нестабильна (Рис. 20). На фоне флуктуаций концентрации метана и влажности воздуха временами горела почти вся дельта. Начинались пожары 09, 12 и 17 октября 2006 года при спаде f% и росте t℃, стихали 11, 13 и после 18 октября — с увеличением f% и уменьшением t℃. Амплитуда колебаний для f% составила ≈30%, для t℃ — ≈5℃. Из-за несколько различных периодов осреднения данных, нет однозначной синхронизации в изменениях концентрации CH4 и числа возгораний. Например, 8–11 октября они синфазны, а 12 октября рост числа пожаров опережал на сутки-двое всплеск концентрации CH4 13–14.10.2006, в то время как прохождение метанового облака 15–16.10.2006, наоборот, на сутки-двое опередило увеличение числа возгораний 17.10.2006. В целом тенденция хода числа пожаров была более синхронизирована с f%, чем с CH4.

Рис. 20. (a-c, d-f) концентрация CH4 07–22.10.2006; (g–j, k–m) — пожары на юго-востоке Средиземноморья 09–22.10.2006; (o) метео данные г. Каир 08–22.10.2006

Рис. 20. (a-c, d-f) концентрация CH4 07–22.10.2006; (g–j, k–m) — пожары на юго-востоке Средиземноморья 09–22.10.2006; (o) метео данные г. Каир 08–22.10.2006

Повышенные концентрации CH4 14–15.03.2008 над сейсмически спокойным северо-западом Индии при нормальном содержании O3 сопровождались комфортными для возгораний метеоусловиями: tмакс℃ > 35℃, f% < 35% и, как следствие, массовыми пожарами (Рис. 21). Несмотря на еще более подходящую для пожаров сушь (рост t℃ на 2–3℃ и спад f% на 5%) число пожаров 16–17.03.2008 сократилось вдвое. Все дело в CH4! Обсуждаемое облако CH4 16–17.03.2008 сместилось в центр Индии, «уведя» за собой пожары. Произошло это на фоне двух землетрясений в центре Индии (33.8°N, 74,8°E, M = 3,5, H = 10 км и 29,8°N, 81,5°E, M = 4,7, H = 10 км [29]). К 19.03.2008 и это метановое облако растаяло, под ним стихли пожары на фоне похолодания на 3–5℃ и роста f% на 10%. На северо-востоке Индии массовые пожары начались 20.03.2008 в день двух землетрясений (34,6 N, 82,9 E, M = 3,8, H = 64 км, 35°N, 81,1°E, M = 5, H = 38 км).

Рис. 21. (a–d) очаги пожаров 15–18.03.2008 в Индии; (e–g) концентрация CH4; (h) содержание O3; (i) метеоданные г. Ахмедабад

Рис. 21. (a–d) очаги пожаров 15–18.03.2008 в Индии; (e–g) концентрация CH4; (h) содержание O3; (i) метеоданные г. Ахмедабад

К концу марта 2009 года на западе Индии на фоне отсутствия аномалий в полях CH4 и O3, а также землетрясений (до 08.04.2009) возгорания были единичны (Рис. 22). К 01.04.2009 над Бомбейским регионом появился всплеск CH4 и возникли массовые возгорания. К 06.04.2009, несмотря на «лучшие» метеоусловия для горения (рост t℃ и спад f%), пожары прекратились. Все дело в уходе из региона метанового облака!

Рис. 22. (a, b) пожары в Индии; (c, d) концентрация CH4; (e) относительное содержание O3; (f) метеоданные г. Ахмедаc

Рис. 22. (a, b) пожары в Индии; (c, d) концентрация CH4; (e) относительное содержание O3; (f) метеоданные г. Ахмедаc

Озон, горы

Один из генезисов природных возгораний связан с уменьшением поглощения солнечной радиации атмосферой. Это характерно прежде всего для горной местности. Например, с 9 по 4 февраля 2004 года консолидировались пожары в гористой местности на севере Пиренейского полуострова, особенно на высотах ≈3км, где интенсивность энергоемкого УФ излучения вдвое выше, чем у поверхности моря (Рис. 23). Однако, пожары были не ежедневно, а в дни локальных минимумов f% — 10, 12 и 14 февраля (11 февраля — облака) (Рис. 24). Связать межсуточные изменения числа пожаров с ходом аномалий в поле O3 не удалось (Рис. 25). Отдельные возгорания были в эти дни вдоль Средиземноморского берега Франции при f% < 60% (Рис .23b). Пожарам 14 февраля 2004 года, возможно, способствовал 10–15% дефицит O3 13 февраля (Рис. 25е).

Рис. 23. (a–f) пожары 09–14 июля 2004 года в испано-французском регионе

Рис. 23. (a–f) пожары 09–14 июля 2004 года в испано-французском регионе

Рис. 24. (a) Метеоданные г. Бургос, Испания 42,35°N, 3,63°W, 890 м; (b) аэропорт г. Ним, Франция 43,87°N, 4,40°W, 62 м

Рис. 24. (a) Метеоданные г. Бургос, Испания 42,35°N, 3,63°W, 890 м; (b) аэропорт г. Ним, Франция 43,87°N, 4,40°W, 62 м

Рис. 25. (a–g) относительное общее содержание озона 08–14.02.2004; (h) шкала озона

Рис. 25. (a–g) относительное общее содержание озона 08–14.02.2004; (h) шкала озона

Во второй половине марта 2009 года полоса пожаров протянулась с севера Португалии вдоль Бискайского берега Испании и далее по Пиренейским горам (Рис. 26). В поле CH4 значимых аномалий не было (Рис. 27). В полосе пожаров 15, 16 и 21 марта 2009 года был 150–200 км разрыв перед Пиренейскими горами. При увеличении t℃ и уменьшении f% 17–20.03.2009, появлении над севером Испании 19.03.2009 озоновой дыры и землетрясения M = 2,7 обсуждаемый разрыв загорелся. К 21 марта при росте O3, f% и сейсмического спокойствия пожары прекратились.

Рис. 26. (a–g) пожары 15–21.03.2009, над белой стрелкой эпицентр землетрясения 19.03.2009 (42.8°N, 2,6°W); (h) метеоданные г. Витория (42.88°N, 2,72°W)

Рис. 26. (a–g) пожары 15–21.03.2009, над белой стрелкой эпицентр землетрясения 19.03.2009 (42.8°N, 2,6°W); (h) метеоданные г. Витория (42.88°N, 2,72°W)

Рис. 27. (a, b) концентрация метана; (c–e) аномалии содержания озона

Рис. 27. (a, b) концентрация метана; (c–e) аномалии содержания озона

На северо-западе Пиренейского полуострова (север Португалии) 1–2 августа 2010 года пожары единичны, а на северо-западе Африки, напротив, часты (Рис. 28). Всё зеркально изменилось 3 и 4 августа. Масса возгораний на севере Португалии и спад в разы числа пожаров в Алжире. Почему? На севере Португалии 1 и 2 августа была влажная погода, а в Алжире — сухая, к тому же на тунисской части разлома земной коры (Рис. 28d, 29) произошло землетрясение. К 3–4 августа ситуация на севере Португалии стала более пожароопасной: tмакс℃ возросла на 5℃, а f% уменьшилась на 20–25%. Отклик — 8–15 возгораний. Приуроченность возгораний к северу Португалии связана с её гористостью (выше юга на 0,5–1,5 км), что соответствует приросту энергоемкой УФ составляющей солнечной радиации на 5–10%. В Алжире 3 августа в отсутствии землетрясений вслед за увеличением f% на 10% сократилось в несколько раз число пожаров. 04.08.2010 влажность в Алжире вернулась к уровню 02.08.2010 августа, но число пожаров заняло промежуточное значение 02–03.08.2010. Причина «недостачи возгораний» — в отсутствии сейсмодегазации CH4.

Рис. 28 (a–c) пожары на Пиренейском п-ове и с.-з. Африки 02–04.08.2010 соответственно; (d) концентрация метана 03–04.08.2010, красные круги — эпицентры землетрясений

Рис. 28 (a–c) пожары на Пиренейском п-ове и с.-з. Африки 02–04.08.2010 соответственно; (d) концентрация метана 03–04.08.2010, красные круги — эпицентры землетрясений

Рис. 29. (a) метеоданные г. Порту (Португалия); (b) метеоданные г. Алжир

Рис. 29. (a) метеоданные г. Порту (Португалия); (b) метеоданные г. Алжир

На Пиренейском полуострове в сейсмически спокойные дни 12–20.02.2021 только 15.02.2021 наблюдалось некоторое увеличение числа пожаров (Рис. 30). Это совпало с дефицитом O3 и локальным минимумом f%.

Рис. 30. (a–c) пожары в Испании и Гибралтарском проливе; (d–f) аномалии содержания озона; (h) метеоданные г. Севилья

Рис. 30. (a–c) пожары в Испании и Гибралтарском проливе; (d–f) аномалии содержания озона; (h) метеоданные г. Севилья

На юго-востоке Франции, у Альп и в Северной Италии 14–17.02.2021 множества пожаров не было зафиксировано на фоне tмин℃ ≈ 0 и содержания O3 на уровне нормы (Рис. 31). В третьей декаде февраля над регионом возникла озоновая дыра с дефицитом озона от — 15 до — 29%, а 22 .02.2021 произошло землетрясение (45/66°N, 11,13°W, М = 4,0 [33]), tмин℃ приблизилась к 5℃ и начались возгорания. Во Франции пожары продолжались до 25 февраля (несмотря на локальный рост f% до 90%), после чего появились облака. В Северной Италии многие пожары начались только 27 февраля при снижении f% ниже 75%. 28 февраля, несмотря на повсеместное снижение f%, в безоблачную погоду на фоне дневного похолодания на 5℃ пожары в регионе прекратились, возможно, потому что выгорела сухая трава.

Рис. 31. Пожары на ю.-з. альпийского региона (a–c) 15, 17 и 23 марта 2021 г. и (f–h) 25, 27 и 28 марта 2021 г. Метеоданные во второй половине февраля 2021 г. у французских Альп (d) г. Карпентрас (44.08°N, 5,05°E, H = 105 м); (e) г. Милан

Рис. 31. Пожары на ю.-з. альпийского региона (a–c) 15, 17 и 23 марта 2021 г. и (f–h) 25, 27 и 28 марта 2021 г. Метеоданные во второй половине февраля 2021 г. у французских Альп (d) г. Карпентрас (44.08°N, 5,05°E, H = 105 м); (e) г. Милан

Проявление многофакторной зависимости числа возгораний от метеоусловий и содержания O3 следует из анализа материалов по Южной Африке. В сейсмоспокойный период с 2 по 7 мая 2015 г. массовые пожары у Кейптауна были лишь 4 и 6 мая. Возгорания 4 мая наблюдались при локальном максимуме f% (85%), но в условиях дефицита O3 < 10% (Рис. 32). Пожары 6 мая были в отсутствии дефицита O3, но при снижении f% на 15%.

Рис. 32. (а–e) пожары в Южной Африке, на врезках величина аномального содержания озона; (d) — метеоданные г. Кейптаун

Рис. 32. (а–e) пожары в Южной Африке, на врезках величина аномального содержания озона; (d) — метеоданные г. Кейптаун

В сейсмоспокойный период с 8 по 21 мая 2015 года массовые пожары у Кейптауна были лишь 12 и 19 мая (Рис. 33). Переход от 10 мая, когда пожаров не было, к 12 мая сопровождался не только ростом температуры воздуха на 5℃ и спадом влажности на 5%, но и снижением концентрации озона на 3% относительно нормы. К 16 мая на фоне роста f% на 20% и возврата содержания O3 к норме пожары прекратились, чтобы 19 мая, несмотря на высокую f% (83%), теплую ночь (потепление на 11℃) и прохладный день (≈20℃) возобновиться благодаря возникновению дефицита O3 в 5%.

Рис. 33. (a–d) пожары на юге Африки, на врезках величина аномального содержания озона; (e) метеоданные г. Кейптаун

Рис. 33. (a–d) пожары на юге Африки, на врезках величина аномального содержания озона; (e) метеоданные г. Кейптаун

Не все квазибезоблачные степные ситуации с аномально высоким содержанием CH4 непременно «горят». Например, над часто горящим юго-западом Австралии 13 и 14 октября 2004 года в малооблачных условиях была повышенная концентрация CH4, однако число пожаров практически не отличалось от соседних безоблачных дней без аномалий CH4 — 1–3 пожара (Рис. 34). Обусловлено это моросью, что фиксировалась 4 раза за сутки (Рис. 35).

Рис. 34. (a–c) концентрация метана; (d–f) — пожары в Австралии; (g–i) — относительное содержание озона

Рис. 34. (a–c) концентрация метана; (d–f) — пожары в Австралии; (g–i) — относительное содержание озона

Рис. 35. Метеоданные г. Перт, юго-западная Австралия

Рис. 35. Метеоданные г. Перт, юго-западная Австралия

Выводы

Полученные результаты подтвердили выводы предыдущих публикаций [14, 15]:

1. Имеется тенденция роста числа возгораний в дни увеличения концентрации метана в нижней тропосфере на 5% и более. Отклонения от данной тенденции обусловлены отсутствием однозначной связи между активизацией дегазации метана и сухой погодой.

2. Природные пожары активизируются на участках разломов земной коры с положительными аномалиями магнитного поля.

3. Для минимизации природных пожаров не следует в зонах разломов земной коры складировать сено и солому. В областях положительных аномалий магнитного поля целесообразно размещать громоотводы (молниеприемники), а в торфяных болотах — с изоляцией на глубину торфа.

Новые выводы из представленной работы:

4. Дефицит озона пожароопасен в засушливые дни.

5. Для минимизации пожаров следует как минимум на обочинах дорог дикорастущую высокую траву заменить низкорослой газонной или луговой травой с осенне-весенним скашиванием высокого сухостоя.

6. По травяным обочинам дорог смонтировать трубы с разбрызгивателями воды для полива в засушливые дни.

Список литературы

1. https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=ru&p_card_id=0023&p_version=2

2. Сывороткин В. Л. Глубинная дегазация Земли и геоэкологические проблемы приграничных территорий России Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. Т. 3. Вып. 1 2013 http://e-almanac.space-time.ru/assets/files/Tom%203%20Vip%201/rubr6-estestvennye-granicy-st3-syvorotkin-2013.pdf

3. https://fazaa.ru/elektrobezopasnost/cepnoe-i-teplovoe-samovosplamenenie-i-metody-ego-predotvrashheniya.html

4. https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=ru&p_card_id=0023&p_version=2

5. https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.b04c0642-629b2293-8bb74c77-74722d776562

6. https/www. quora.com/At-what-temperature-does-hay-spontaneously-combust

7. https://ru-ecology.info/term/12559/

8. https://nsau.edu.ru » stu › bacter › ecologia › izluch

9. https://oceanoptics.ru/spectrometers/54-ooilabbook.html]

10. http://www,pogodaiklimat,ru/summary,php?m=7&y=2006&id=60390

11. https://elementy.ru/kartinka_dnya/1388/Stoga_i_griby_termofily

12. https://worldview.earthdata.nasa.gov

13. https://exp-studies.tor.ec.gc.ca/cgi-bin/selectMap?

14. Люшвин П. В. Природные равнинные пожары и как их минимизировать. Доклад на ХХУ1 заседании Всероссийского междисциплинарного семинара-конференции геологического и географического факультетов МГУ «Система Планета Земля» 30 января — 2 февраля 2018 г. — 2 // 2018 Режим доступа: https://regnum.ru/news/innovatio/2395754.html

15. Lyushvin P. V. Minimization of natural fires // IJRDO — Journal of Applied Science (ISSN: 2455-6653), 2020, Vol.6, Issue-3, p.38-58. https://www.ijrdo.org/index.php/as/article/view/3515

16. http://www.pogodaiklimat.ru/summary.php?

17. Дода Л. Н. Астро Метео Тектоника. Сейсмопрогнозные приложения. Том 4. Курило-Камчатская зона. По Камчатскому разбору: прогнозные признаки землетрясений на Камчатке в 2016-2017 и 2020–2022 гг. Монография. — М.: Издательство «Артегер», 2022. 100 c.

18. Lushvin P. V., Buyanova M. O. History of Observations of Seismogenic Phenomena in the Atmosphere and Formalization of Their Decryption // International Journal of Atmospheric and Oceanic Sciences. 2021. Vol.5. P.13-19. http://www.sciencepublishinggroup.com/journal/paperinfo?journalid=298&doi=10.11648/j.ijaos.20210501.1

19. https://www.gazeta.ru/2007/07/31/oa_245661.shtml

20. https://mr-7.ru/articles/137616/

21. https://www.5-tv.ru/news/260885/zaderzan-vinovnik-pozara-prevrasausego-odin-izostrovov-nakanarah-vpepelise/

22. https://www.krugosvet.ru/enc/istoriya/koreya

23. http://mapeurope.ru/wp-content/uploads/karta-dorog-evropy-russkom.jpg

24. http://www.iimes.ru/?p=29593

25. Тронин А. А. 2007 Диоксид азота в воздушном бассейне России по спутниковым данным. СПБ научно–исследовательский центр Экологической безопасности РАН, a. tronin@ecosafety-spb.ru CAEHXHK6. pdf

27. https://ecologyofrussia.ru/kosit-ili-ne-kosit-vot-v-chyem-vopros/

28. https://i2.wp.com/img-fotki.yandex.ru/get/9259/20826973.3d/0_efaba_806e9dd4_XXXL.jpg

29. http://www.ncedc.org/anss/catalog-search.html

30. http//www. ceme. gsras.ru/ftp/Regional_Catalogs/2010/N_Caucasus/

31. http://intercarto.msu.ru/jour/articles/article555.pd

32. https://eduard-nesterov.livejournal.com/60688.html

33. http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/new/mapCustom.pl?l