Динамика развития лесных пожаров

Пожароопасный сезон в лесу (часть календарного года), в течение которого возможно возникновение лесных пожаров, начинается с момента схода снегового покрова и заканчивается при наступлении дождливой осенней погоды или образования снегового покрова. Средняя продолжительность пожароопасного сезона по России 180 дней и может достигать в отдельных районах 220 дней.

Лесные горючие материалы неодинаково реагируют на изменения погодных условий, по-разному воспламеняются и горят с различной интенсивностью в различные периоды пожароопасного сезона.

Наиболее пожароопасным является осенний период от момента схода снегового покрова до появления обильной травяной растительности (апрель- май). Этот период характерен малой относительной влажностью воздуха, обилием солнечных дней. Высохший травяной покров, хвоя, листва и др. загораются от слабого источника огня. В этот период наблюдается наибольшее количество лесных пожаров (пожарный максимум).

В летний период влажность воздуха и напочвенного покрова повышается. Кроме того, обильная травяная растительность и листва на кустарниках и деревьях служат хорошим препятствием на пути распространения огня. Условия для возникновения лесных пожаров ухудшаются. В этот период наблюдаются, как правило, наименьшее количество пожаров (пожарный минимум).

В конце вегетационного периода условия вновь способствуют возникновению загораний, так как происходит отмирание и высыхание травянистой растительности, опадение листвы и т.д. Количество пожаров увеличивается.

Чередование пожарных минимумов и максимумов зависит от особенностей развития растений и местных климатических и лесорастительных условий и в каждом отдельном районе может быть несколько иным. Кроме того, в практике следует учитывать, что погодные условия в течение года имеют отклонения от средних климатических данных, причем эти отклонения бывают и довольно значительными.

Возможность возникновения пожаров зависит от влажности напочвенного покрова. В связи с этим пожарная опасность любого участка не остается постоянной. Во время пожароопасного сезона могут быть периоды отсутствия пожарной опасности. Эти периоды возникают вследствие выпадения осадков или вследствие разрастания трав в конце весны. Распространение пожара замедляется или вовсе останавливается при встрече с горючими материалами повышенной влажности.

На возникновение лесных пожаров оказывают влияние погодные условия. Чаще всего пожары возникают в сухую жаркую погоду. При высоких температурах воздуха усиливается испарение и вследствие этого влажность горючего материала снижается быстрее. Следовательно, вероятность возникновения пожаров увеличивается. При уменьшении влажности воздуха происходит аналогичное явление – испарение влаги из горючих материалов растет.

При продолжительном периоде жаркой сухой погоды в большем числе различных типов леса наступает пожарная опасность. Кроме того, участки пожарно-зрелой территории растут, сливаются друг с другом и захватывают все большую часть лесной площади. При особенно длительной засухе становятся способными гореть даже болота. Практически на все территории возможны пожары. Они могут охватить все насаждения и перейти в стихийное бедствие.

Лесные пожары, распространившиеся на значительных площадях, для тушения которых сил и средств лесхозов и оперативных отделений баз авиационной охраны лесов недостаточно, считаются крупными. В районах авиационной охраны лесов от пожаров к таким пожарам относят пожары площадью 200 га, в районах наземной охраны лесов - площадью более 25 га. Крупные пожары в большинстве случаев развиваются в длительные засушливые периоды. В лесах России, например, в 1998 году зарегистрированно 23,54 тыс. пожаров, которыми пройдено 2,45 млн. га лесной площади. В категории крупных оказалось 1445 пожаров, пораженная ими площадь составила 2,25 млн. га или 42,2% общей площади всех пожаров.

Лесной пожар в процессе своего развития может переходить из одного вида в другой или проявляться в комбинации двух и даже трех видов.

По количеству регистрируемых случаев низовые пожары составляют 98% и охватывают 81,4% площади, пройденной огнем в лесу, верховые – 1,5% и охватывают 18,6% площади, почвенные - 0,5%, их площадь 0,02%.

Важнейшими характеристиками пожаров, имеющих большое значение для практики борьбы с ними, являются скорость распространения кромки пожара, высота пламени, глубина прогорания почвы, интенсивность горения, величина выгоревших участков.

По скорости распространения огня и характеру горения низовые и верховые пожары подразделяются на беглые и устойчивые.

Беглый низовой пожар - низовой пожар, при котором наблюдается быстрое распространение пламенного горения и часто происходит только поверхностное обгорание напочвенного покрова. Пожар развивается в весенний период, когда подсыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов напочвенного покрова и прошлогодняя травянистая растительность. Скорость распространения огня 180-300 м/ч и находится в прямой зависимости от скорости ветра в приземном слое. Участки с повышенной влажностью остаются не тронутые огнем и площадь, пройденная огнем, имеет пятнистый характер.

Устойчивый низовой пожар – низовой пожар, при котором происходит пламенное и беспламенное горение (тление) подстилки, отпада, валежа, подлеска. Обгорают корни и кора деревьев, насаждение получает серьезное повреждение. Развивается в середине лета. Скорость распространения огня от нескольких метров до 180 м/ч.

Беглый верховой пожар – верховой пожар, распространяющийся по пологу леса со скоростью значительно опережающей горение нижних ярусов лесной растительности. При беглом верховом пожаре сгорают хвоя и мелкие ветки. Более крупные ветки и кора на стволах обугливаются. Скорость беглого верхового пожара 4000-5000 м/ч.

Устойчивый верховой пожар – верховой пожар, охватывающий все компоненты лесного биогеоценоза. При устойчивом верховом пожаре происходит сгорание подстилки, подлеска, подроста, полное сгорание хвои, крупных веток, нередко и стволов деревьев. Скорость устойчивого верхового пожара 300-1500 м/ч.

При почвенном пожаре сгорают корни и деревья вываливаются. Скорость распространения огня от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров в сутки.

По высоте пламени на фронтальной кромке низовые пожары подразделяют на слабые, средней силы и сильные:

слабые – высота пламени до 0,5м;

средние - 0,6-1,5м;

сильные - более 1,5м.

По интенсивности (мощности тепловыделения с 1 пог. м. кромки пожара) лесные пожары подразделяют на слабой, средней и высокой интенсивности (табл. 3.2.).

Скорость распространения кромки пожара и интенсивность горения не постоянны в течение суток. Во второй половине дня (с12 до 16ч) наиболее благоприятные условия возникновения и распространения пожаров, менее благоприятные ночью и ранним утром (с3 до 7ч.), когда понижается температура и повышается влажность воздуха, выпадает роса и влажность горючих материалов увеличивается. В связи с этим, в ночное время интенсивность и скорость распространения горения снижается. Верховые пожары ночью, например, в большинстве случаев полностью или частично переходят в низовые.

На интенсивность пожара существенное влияние оказывает рельеф местности. Так, при переходе с горизонтальной поверхности на крутой склон скорость распространения кромки пожара может возрастать в 5-10 и более раз. На южных склонах, где влажность горючих материалов ниже, пожары возникают чаще и распространяются быстрее. Северные склоны менее пожароопасны.

Возможность горения в лесу зависит от влажности горючих материалов. В связи с этим пожарная опасность любого участка не остается постоянной. Могут быть периоды отсутствия пожарной опасности. Эти периоды возникают вследствие выпадения осадков или вследствие разрастания трав в конце весны. При продолжительном периоде жаркой сухой погоды участки пожарно-зрелой территории растут, сливаются друг с другом и захватывают все большую часть лесной площади. При длительной засухе становятся способными гореть даже болота. Практически на всей территории леса возможны пожары.

Кроме того, расширяется круг источников тепла, могущих вызвать загорание лесного горючего материала. Пожар, охвативший значительную площадь, чаще всего носит смешанный характер. Он сочетает в себе элементы различных видов и форм пожаров, так как лесная обстановка обладает большим разнообразием, а характер горючих материалов, количество и способность их к горению различны на каждом участке леса. Пожар обходит участки, где в данных условиях горючий материал неспособен гореть, поэтому часть территории может быть вообще не повреждена огнем. Кромка пожара, распространяясь с разной скоростью, в зависимости от наличия и состояния горючих материалов, становится сложной, разбивается на отдельные участки, которые можно принять за отдельные самостоятельные пожары. В дальнейшем отдельно действующие участки кромки пожара могут сливаться и опять распадаться. В таких условиях затруднительно выделить основные элементы пожара – фронт, фланг, тыл. Ориентироваться в обстановке становится сложно.

Кроме того, площадь пожара оказывает влияние на характер пожара. Так, при площади 15-25 га и более и количестве горючего материала 10-30 т/га и более формируется развитая конвекционная колонка, поднимающая горящие материалы на значительную высоту. При наличии ветра они перебрасываются на большие расстояния, что приводи к появлению многочисленных очагов загорания перед фронтом основного пожара и быстрому охвату огнем больших площадей.

Таблица 3.2.