Пожежі в екосистемах та вплив на атмосферу

  • Лариса Анатоліївна Писаренко Український гідрометеорологічний інститут ДСНС та НАН України https://orcid.org/0000-0002-2885-0213
  • Михайло Валерійович Савенець Український гідрометеорологічний інститут ДСНС та НАН України https://orcid.org/0000-0001-9429-6209
Ключові слова: пожежі, емісія, згоріла частка, продукти горіння, вуглець, суха частка, аерозольний індекс

Анотація

У роботі досліджуються просторовий розподіл пожеж в екосистемах та їх наслідки для атмосфери, пов’язані із емісією продуктів горіння і подальшим впливом на перебіг атмосферних процесів. Аналіз згорілої частки, внеску лісових пожеж та пожеж на землях аграрного призначення, потоків вуглецю і сухої частки в атмосферу проведено на даних та інвентаризаціях GFED4 за період 1997–2016 рр. Для додаткового аналізу впливу продуктів горіння на атмосферу залучено супутникові дані світлопоглинаючого аерозольного індексу OMI (Aura) та дані метеорологічних спостережень. Встановлено кількість згорілої частки лісів та земель аграрного призначення, проаналізовано сезонні особливості та тенденції зміни площі пожеж в екосистемах. Досліджено потоки вуглецю та сухої частки внаслідок горіння біомаси та показано необхідність обов’язкового врахування емісії продуктів горіння з пожеж на полях для оцінки якості атмосферного повітря в Україні. Максимальні значення потоку речовини спостерігаються під час лісових пожеж на Поліссі, проте найбільшого просторове поширення продуктів горіння спостерігається внаслідок пожеж на полях в період з березня по квітень та з липня по вересень. Аналіз залежності світлопоглинаючого аерозольного індексу від згорілої частки та потоків речовини в атмосферу показав можливість його використання як індикатора наявності продуктів горіння в атмосфері, починаючи із значень 0.2–0.4. Серед можливих наслідків значної емісії продуктів горіння для атмосферних процесів можуть бути локальне зниження температури повітря під час періоду пожежі та зменшення кількості днів із опадами у наступний місяць після інтенсивних пожеж. Попередня оцінка показала зменшення позитивної аномалії температури з 0.7 до 0.1°С та зменшення кількості днів із опадами вдвічі, за умови, що середньомісячне значення світлопоглинаючого аерозольного індексу перевищило 1.2.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографії авторів

Лариса Анатоліївна Писаренко, Український гідрометеорологічний інститут ДСНС та НАН України

молодший науковий співробітник

Михайло Валерійович Савенець, Український гідрометеорологічний інститут ДСНС та НАН України

кандидат географічних наук, старший науковий співробітник

Посилання

Fires statistics. State Emergency Service of Ukraine. Available at: https://undicz.dsns.gov.ua/ua/Statistika.html

Balabukh, V. O., Zibtsev, S. V. (2016). Impact of climate change on quantity and area of forest fires in the northern part of the Black Sea Region of Ukraine. Ukrainian Hydrometeorological Journal, (18), 60-71. [https://doi.org/10.31481/uhmj.18.2016.07]

Balabukh V., Malytska L. Impact of climate change on natural fire danger in Ukraine. Idojaras. 2017. 4(121): 453-477.

Gumeniuk, V., Golyaka, D., Zibtsev, S. (2015). Ground Fire Effects on Pine Stands of Central Polissya of Ukraine. Scientific Bulletin of UNFU, 25(9), 41-49. [https://doi.org/10.15421/40250907]

Brown J.K., Smith J. K. (2000). Wildland fire in ecosystems: effects of fire on flora. USDA Forest Service Gen. Tech. Rep., (2), 257.

Nasi R., Dennis R., Meijaard E., Applegate G., Moore P. (2002). Forest Fire and Biological Diversity. Unasylva, 53(209), 36-40.

Malinovskaya I.M. (2012). An influence of fire upon the soil microbiocoenosis state of lea lands of not enough and long standing. Bulletin of Poltava State Agrarian Academy, (1), 20-24. [https://doi.org/10.31210/visnyk2012.01.05]

Neary D.G., Ryan K.C.; De Bano L.F. (2008). Wildland fire in ecosystems: effects of fire on soils and water. Gen. Tech. Rep., (4), 250.

Andreae M.O., Merlet P. (2001). Emissions of trace gases and aerosol from biomass burning. Global Biogeochem. Cy., (15), 955–966.

van der Werf G.R., Randerson J.T., Giglio L., Collatz G.J., Kasibhatla P.S., Arellano, A.F. Jr. (2006). Interannual variability in global biomass burning emissions from 1997 to 2004. Atmos. Chem. Phys., (6), 3423–3441.

Report on wildfire monitoring. UHMI of SESU and NASU. Available at: https://uhmi.org.ua/msg/fire2020/

Whang, Y., Khalizov, A., Levy, M., Zhang, R. (2013). New Directions: Light absorbing aerosols and their atmos-pheric impacts. Atmospheric Environment, (81), 713-715.

Galytska E., Danylevsky V., Snizhko S. (2016) Aerosols dynamics in the atmosphere over Eastern Europe by means of AERONET according to weather conditions during summer 2010. Ukrainian Hydrometeorological Journal, (17): 5-16.

Galytska E., Danylevsky V., Hommel R., Burrows J.P. (2018) Increased Aerosol Content in the Atmosphere over Ukraine During Summer 2010. Atmospheric Measurement Techniques, (11), 2101-2118. [https://doi.org/10.5194/amt-11-2101-2018]

Mahura A., Nuterman R., Nerobelov G., Sedeeva M., Smyshlyaev S., Savenets M., Pysarenko L., Krakovska S., Ivanov S., Michaelides S., Ruban I., Sassi A.S., Makkonen R., Baklanov A., Petaja T., Zilitinkevich S., Kulmala M. (2019) Integrated Multi-Scale Modelling for Meteorology-Chemistry-Aerosol Interactions. Report Series in Aero-sol Science, (226), 425-429

The general features of Ukrainian forests. The State Forest Resources Agency of Ukraine. Available at: http://dklg.kmu.gov.ua/forest/control/uk/publish/article?art_id=62921&cat_id=32867

Giglio L., Randerson J.T., van der Werf G.R. (2013). Analysis of daily, monthly, and annual burned area using the fourth‐generation global fire emissions database (GFED4). JGR Biogeosciences. 118(1), 317-328. [https://doi.org/10.1002/jgrg.20042]

Global Fire Emission Database. Available at: https://www.globalfiredata.org/index.html

Randerson J.T., Chen Y., van der Werf G.R., Rogers B.M., Morton D.C. (2012). Global burned area and biomass burning emissions from small fires. JGR Biogeosciences, 117(G4). [https://doi.org/10.1029/2012JG002128]

van der Werf G.R., Randerson, T., Giglio L., van Leeuwen, T.T., Chen, Y., Rogers, B.M., Mu M., van Marle, M.J.E., Morton, D.C., Collatz, G.J., Yokelson, R.J., Kasibhatla, P.S. (2017) Global fire emissions estimates during 1997–2016. Earth Syst. Sci. Data, (9): 697–720. [https://doi.org/10.5194/essd-9-697-2017]

GFED Fire Monitoring. Available at: https://tftei.citepa.org/images/files/2019-10-22-23-24/3.%20MARINELAND-UN-FIRE-WORSHOP-242019.pdf

OMI Aura Atmospheric Chemistry. Available at: https://aura.gsfc.nasa.gov/omi.html

Savenets, M., Dvoretska, I., Nadtochii, L. (2020). Current state of atmospheric air pollution in Ukraine based on Sentinel-5P satellite data. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University, Series "Geology. Geography. Ecology”, (51), 221-233. [https://doi.org/10.26565/2410-7360-2019-51-16]

Yoon J.-H., Rasch P.J., Wang H., Vonoj V., Ganguly D. (2016). The role of carbonaceous aerosols on short‐term variations of precipitation over North Africa. Atmospheric Science Letters, 17(7), 407-414. [https://doi.org/10.1002/asl.672]

Zeng N, Yoon JH, Marengo JA, Subramaniam A, Nobre CA, Mariotti A, Neelin JD. (2008). Causes and impacts of the 2005 Amazon drought. Environmental Research Letters (3): 014002 [https://doi.org/10.1088/1748-9326/3/1/014002]

Initiatives on enhancing the responsibility for open burning. Ministry of energy and environment protection of Ukraine. Available at: https://menr.gov.ua/news/35054.html

Fees for open burning. Ministry of energy and environment protection of Ukraine. Available at: https://menr.gov.ua/news/35078.html

Опубліковано
2020-12-03
Цитовано
Як цитувати
Писаренко, Л. А., & Савенець, М. В. (2020). Пожежі в екосистемах та вплив на атмосферу. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, cерія «Геологія. Географія. Екологія», (53), 255-266. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2020-53-19