Связь изменений повторяемости гроз и количества лесных пожаров на территории Югры с температурой воздуха и солнечной активностью при потеплении климата

Введение. Совершенствование методик моделирования и прогнозирования изменений количества лесных пожаров, а также повторяемости гроз, их вызывающих, является актуальной проблемой экологической безопасности, безопасности при чрезвычайных ситуациях, а также климатологии. Наибольший интерес ее решение представляет для регионов лесной ландшафтной зоны, одним из которых в России является ХантыМансийский автономный округ (Югра). Отечественными и зарубежными учеными установлено, что во многих регионах к числу эффективных предикторов моделей изучаемых процессов относятся вариации среднесезонных температур воздуха над исследуемыми территориями, а также солнечная активность. Вместе с тем связи таких процессов с названными факторами в Югре изучены недостаточно, что не позволяет оценить целесообразность их учета. Целью данной работы является проверка гипотезы о том, что статистические связи изменений повторяемости гроз и количества лесных пожаров на территории Югры с синхронными или опережающими их по времени вариациями средних за грозоопасный сезон температур воздуха в приземном слое атмосферы и солнечной активностью являются значимыми и усиливаются. Задачи, которые были решены для достижения поставленной цели, состоят в оценке значимости корреляции между изменениями повторяемости гроз над территорией Югры и синхронными вариациями количества возникающих здесь лесных пожаров, а также синхронными и опережающими по времени вариациями среднесезонных температур воздуха и солнечной активности в период потепления климата. 

Материалы и методы. Фактический материал исследования составили данные наблюдений о среднесуточных температурах воздуха и датах, в которые происходили грозы над репрезентативными гидрометеорологическими станциями изучаемого района, информация об изменениях среднегодового потока солнечного радиоизлучения с длиной волны 10,7 см, сведения о количестве зарегистрированных лесных пожаров и чрезвычайных ситуаций, ими обусловленных, на территории Югры, представленные в международных и российских климатических банках данных и информационных системах, а также в официальных докладах профильных министерств и ведомств. Методом оценки силы связей между рассматриваемыми процессами явился множественный корреляционный анализ, а оценка статистической значимости выявленных связей выполнена с использования критерия Стьюдента. 

Результаты исследования. В результате исследования впервые установлено, что выдвинутая гипотеза о том, что связи изменений повторяемости гроз и количества лесных пожаров на территории Югры с вариациями средних за грозоопасный сезон температур воздуха и солнечной активностью являются значимыми и усиливаются, является справедливой. Доказано, что корреляция межгодовых изменений количества лесных пожаров, возникавших в ХХI веке на территории Югры за год, с синхронными вариациями повторяемости над ней гроз была значимой и усиливалась. Выявлены условия, при которых статистические связи между изменениями здесь повторяемости гроз, а также вариациями среднемесячных температур воздуха и солнечной активностью значимы и в настоящее время усиливаются. Следовательно, при выполнении этих условий учет рассматриваемых факторов в ходе моделирования и прогнозирования изучаемого процесса целесообразен.

Обсуждение и заключение. Полученные результаты в полной мере соответствуют существующим представлениям о влиянии потепления климата и солнечной активности на изменения повторяемости гроз в земной атмосфере, а также об особенностях современных изменений климата Западной Сибири. Выявленные связи могут быть использованы при прогнозировании изменений повторяемостей гроз и лесных пожаров, результаты которого целесообразно учитывать при планировании деятельности соответствующих функциональных подсистем единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. 

1. Иванов В.А., Пономарев Е.И., Иванова Г.А. Мальканова А.В. Грозы и лесные пожары в современных климатических условиях Средней Сибири. Метеорология и гидрология. 2023;7:102–113.

2. Pérez-Invernón FJ, Huntrieser H, Soler S, Gordillo‐Vázquez FJ, Pineda N, Navarro-González J, et al. Lightning-Ignited Wildfires and Long-Continuing-Current Lightning in the Mediterranean Basin: Preferential Meteorological Conditions. Atmospheric Chemistry and Physics. 2021;21(23):17529–17557. https://doi.org/10.5194/acp-2021-125

3. Куплевацкий С.В. Шабалина Н.Н. Лесные пожары в Уральском федеральном округе и их влияние на экологию. Леса России и хозяйство в них. 2020;4(75):4–12. https://doi.org/10.51318/FRET.2020.36.84.001

4. Кузьменков С.Г., Исаев В.И., Булатов В.И., Аюпов Р.Ш., Игенбаева Н.О., Кузьмин Ю.А. и др. Развитие нефтегазового комплекса Югры, трудноизвлекаемые запасы. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018;329(11):103–113. https://doi.org/10.18799/24131830/2018/11/214

5. Барановский Н.В. Прогнозирование лесной пожарной опасности в условиях грозовой активности. Новосибирск: Издательство Сибирского отделения РАН; 2019. 235 с.

6. Иванов В.А., Иванов А.В., Пономарев Е.И. Природа пожаров от гроз в лесах Сибири. В: Сборник трудов VIII Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг, моделирование и прогнозирование опасных природных явлений и чрезвычайных ситуаций». Железногорск: ФГБОУ ВО «Сибирская пожарноспасательная академия государственной противопожарной службы»; 2018. С. 9–11.

7. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Москва: Диалектика; 2017. 912 с. Dreiper N, Smit G. Applied Regression Analysis. Moscow: Dialektika; 2017. 912 p. (In Russ.)

8. Холопцев А.В., Никифорова М.П. Солнечная активность и прогнозы физико-географических процессов. Saarbrucken: Lap Lambert Academic Publishing; 2013; 340 с.

9. Иванова Г.А., Иванов В.А., Мусохранова А.В., Онучин А.А. Лесные пожары и причины их возникновения на территории Средней Сибири Сибирский лесной журнал. 2023;6:6–16. https://doi.org/10.15372/SJFS20230602

10. Копейкин М.А., Коптев С.В., Третьяков С.В. Влияние солнечной активности на лесные пожары в Архангельской области. Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2021;25(3):73–81. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-3-73-81

11. James RJ, Nkechinyere IE. The Mechanism of Thunderstorms and its Environmental Effects (A Review). Asian Journal of Basic Science & Research. 2022;4(3):55–60. http://doi.org/10.38177/AJBSR.2022.4308

12. Данилова Н.Е., Семенова Ю.А., Смерек Ю.Л., Закинян Р.Г. Влияние подоблачной конвекции на развитие облачной конвекции. Наука. Инновации. Технологии. 2018;4:131–150. https://doi.org/10.37495/2308-4758-2018-4-131-150

13. Васильев М.С. Причинно-следственные связи лесных пожаров и абиотических факторов на территории Якутии. Дис. канд. географ. наук. Москва; 2022. 220 с.

14. Ермаков В.И., Стожков Ю.И. Физика грозовых облаков. Москва: Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН; 2004. 38 с. URL: https://preprints.lebedev.ru/wp-content/uploads/2011/12/2004_2.pdf (дата обращения: 14.05.2023).

15. Тартаковский В.А., Чередько Н.Н. Влияние солнечной активности на приземную температуру Северного полушария. Оптика атмосферы и океана. 2017;30(12):1059–1064. http://doi.org/10.15372/AOO20171209

16. Петухов Е.И. Солнечная активность в прошлом и в наше время. Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2023;2–2(77):121–124. https://doi.org/10.24412/2500-1000-2023-2-2-121-124

17. Кузнецова Э.А., Соколов С.Н., Кушанова А.У., Прасина Ю.А. Динамические особенности погодноклиматического режима города Ханты-Мансийска. Успехи современного естествознания. 2021;6:82–87. https://doi.org/10.17513/use.37645