Влияние природно-климатических и антропогенных факторов на количество и площади ландшафтных пожаров в районах интенсивного нефтегазового освоения Ямало-Ненецкого автономного округа

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 25-27-00670

НазваниеВлияние природно-климатических и антропогенных факторов на количество и площади ландшафтных пожаров в районах интенсивного нефтегазового освоения Ямало-Ненецкого автономного округа

Руководитель Марчукова Олеся Владимировна, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" , Тюменская обл

Конкурс №118 - Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-711 - Геоэкология и природопользование

Ключевые слова Ямало-Ненецкий автономный округ, лесные пожары, лесотундра, регрессионный анализ, изменение климата в Арктике, глобальное потепление, сезонный прогноз

Код ГРНТИ39.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО) — это один из главных центров добычи природного газа и нефти в Российской Федерации. Здесь находятся одни из крупнейших и стратегически важных нефтегазовых месторождений нашей страны. На территории исследования расположены обширные леса, торфяники, огромное количество кустарников и мхов, которые в сухих условиях легко воспламеняются. Интенсивное строительство, добыча и транспортировка нефти и газа создают дополнительные источники возгорания. ЯНАО занимает второе место в Российской Арктике по площади, пройденной пожаром, с 2000 по 2024 гг. Арктика наиболее подвержена глобальному потеплению. По данным Росгидромета за 2024 г. температура приземного воздуха здесь увеличилась более чем вдвое по сравнению со среднемировым показателем за последние два десятилетия. Усилению потепления в Арктике способствуют возникающие обратные связи от таяния морского льда и уменьшения снежного покрова, уменьшающие планетарное альбедо Земли. Подробное изучение природных, климатических, антропогенных факторов и выявление закономерностей, влияющих на количество и площадь пожаров в нефтегазовых районах ЯНАО, поможет сохранять экологию региона, обеспечить безопасность жизни людей, стратегически-важных объектов, а также поддержать стабильную работу нефтегазовой отрасли. Цель проекта – получить количественные закономерности влияния природно-климатических и антропогенных факторов на площади распространения ландшафтных пожаров в Ямало-Ненецком автономном округе на участках интенсивного нефтегазового освоения в условиях меняющегося климата XXI века. Для достижения поставленной цели участники Проекта проанализируют все данные с метеостанций ЯНАО и прилегающих территорий (> 10), привлекут данные спутниковой информации (космические снимки Landsat-5/TM и Landsat-8/OLI) и реанализы (Era5, Era5-Land, NCEP/NCAR и др.). Вся собранная информация будет проанализирована с помощью статистических методов (первичные статистики и эмпирическая функция распределения, проверка соответствия нормальному закону, проверка на стационарность, взаимнокорреляционный анализ, множественная линейная и нелинейная регрессии, анализ тренда временного ряда, объективный анализ пространственных полей и т.д.). Путем применения этих методов будут выявлены основные природно-климатические закономерности, влияющие на количество и площадь лесных пожаров. Впервые на основе многолетних данных наблюдений и выявленных закономерностей при использовании метода искусственной нейронной сети будет создана собственная математическая модель прогноза рисков возникновения условий пожарной опасности. Тестирование результатов сезонных прогнозов будет проводиться в течение второго года Проекта, после чего будет составлена статистика сравнений качества прогнозирования с различной заблаговременностью - от одного до шести месяцев. Данные моделирования будут сравниваться с данными метеостанций, расположенных в ЯНАО. В дальнейшем полученная статистика качества прогнозирования будет пополняться в режиме реального времени и доступна на сайте участников проекта – neuroclimate.com.

Ожидаемые результаты
1. Получена количественная и качественная оценка пожарной опасности лесов на территории Ямало-Ненецкого автономного округа за последние 25 лет на основе многочисленных баз данных: статистика количества и площадей пожаров по официальным данным МЧС и Департамента природных ресурсов и экологии ЯНАО; мультиспектральные космические снимки Landsat-5/TM и Landsat-8/OLI с использованием программного пакета QGIS; данные наземных наблюдений с метеостанций ЯНАО и прилегающих территорий (>10); реанализы Era5 и Era5-Land (с разрешением 0.1°x0.1°) и NCEP/NCAR (с разрешением 2.5°x2.5°). 2. Выявлены закономерности влияния погодно-климатических, природных и антропогенных характеристик на возникновение пространственно-временных особенностей пожарной опасности Ямало-Ненецкого автономного округа с помощью взаимокорреляционного анализа и модели множественной нелинейной регрессии, включающих в себя показатели количества лесных пожаров, площадей распространения огня, индексов пожарной опасности (комплексный показатель пожарной опасности Нестерова, индекс лесной пожарной опасности по методу МакАртура и др.), метеорологические характеристики (температура воздуха, скорость ветра, относительная влажность воздуха, количество осадков, высота снежного покрова и др.), некоторые ландшафтные характеристики (высота и склон рельефа), растительные показатели (NDVI - нормализованный вегетационный индекс, SPEI - индекс осадков и испарения, индекс листовой поверхности, MSI - индекс содержания влаги в листьях растений др.) и антропогенные факторы (удалённость от населённых пунктов и дорог до очагов пожара, доля вырубленных лесов или деградированных территорий, развитость транспортной инфраструктуры (длина дорог, наличие ЖД и т.п.) и др.) 3. Будет разработана уникальная модель, основанная на нейросетевом подходе, результатом которой станет сезонный прогноз вероятности возникновения пожароопасных условий на территории Тюменской области с заблаговременностью от 1 до 9 месяцев. В модель будут заложены предикторы атмосферы и биосферы, изменение которых наибольшим образом влияет на степень распространения лесных пожаров. Модель будет автоматизирована, а ее результаты размещены на специально созданном сайте – neuroclimate.com. Сайт будет автоматически обновляться два раза в месяц с размещением рекомендаций по пожароопасной обстановке. В случае удачной статистики сбываемости прогнозов, по окончанию Проекта планируется внедрить результаты и разработки исследования в такие организации, как Главное управление МЧС России по ЯНАО, Департамент гражданской защиты и пожарной безопасности ЯНАО, Государственное казённое учреждение «Противопожарная служба ЯНАО» (ГКУ ПС ЯНАО) и Департамента природных ресурсов и экологии ЯНАО.