3.4 Радиометрический метод оценки показателя пожарной опасности
Основой для построения карт пожарной опасности является вычисление показателя пожарной опасности, который учитывает метеорологические данные — количество осадков, температуру воздуха и точки росы, и носит название уточненного показателя Нестерова:
(6)
где Ку — табулированный коэффициент учета осадков.
Таблица 2 – Коэффициент учета осадков
Осадки, мм. |
Нет |
0,1 - 0,9 |
1,0 - 2,9 |
3,0 - 5,9 |
6,0 - 14,9 |
15,0 - 19,9 |
20,0 и более |
Поправочный коэффициент |
1 |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
0,1 |
0 |
В данном разделе мы рассматриваем возможность модификации показателя Нестерова данными дистанционного зондирования Земли, а именно замену термодинамической температуры приземного слоя воздуха радиометрической температурой поверхности.
При обработке инфракрасных снимков, полученных со спутникового радиометра MODIS, были получены значения радиометрической температуры поверхности в пределах зоны действия наземной метеостанции.
Далее были рассчитаны ППО по уточненному показателю Нестерова, используя данные метеостанции, и ППО, используя радиометрическую температуру поверхности, полученную со спутника, за продолжительный пожароопасный период (Рисунок 19).
Рисунок 19 – Расчет ППО по спутниковым и наземным данным за пожароопасный период
Проведенный расчет показывает фактическое совпадение показателей пожарной опасности, построенных по двум видам данных. Уровень корреляции составляет 0,9.
Таким образом, экспериментально подтверждена возможность использования спутниковой информации при прогнозировании пожарной опасности без использования наземных метеостанций.
Заключение
Проведены измерения температур различных по структуре материалов (искусственная поверхность – асфальт, природные поверхности – хвоя, мох) и температур приземного слоя воздуха при различных метеорологических условиях. Была произведена экспериментальная оценка корреляции этих величин;
При проведении натурных измерений была выявлена суточная динамика радиометрических температур тестовых поверхностей, которая описывается периодической функцией и имеет фазовое смещение максимума значений на два часа, относительно термодинамической температуры воздуха, обусловленный тепловой инертностью материалов;
На основе экспериментальных данных дана оценка связи между показателем суммы радиационных температур материалов и их влагосодержанием в условиях стационарного процесса сушки, смоделированного в лабораторных условиях;
На основе снимков поверхности Земли в инфракрасном диапазоне, полученных со спутникового спектрорадиометра MODIS, а также метеорологической информации с наземной метеостанции был проведен сравнительный расчет показателя пожарной опасности. Коэффициент корреляции составил 0,9;
Подтверждена возможность использования данных о радиационной температуре материала для решения прикладной задачи оценки пожарной опасности. Обосновано использование данных дистанционного спутникового зондирования для целей оценки пожарной опасности.