8 февраля отмечается День российской науки. Это важная дата для всех, причастных к исследовательской деятельности. В этом году по случаю праздника специалисты Красноярского научного центра СО РАН пригласили журналистов в свои лаборатории, попасть в которые может далеко не любой желающий.

 

Польза и вред от пожаров

 

Первым пунктом пресс-тура стала лаборатория космических систем и технологий, которая базируется в Институте экологии СО РАН. Здесь реализуется одно из важнейших в Сибири исследовательских направлений — спутниковое отслеживание природных пожаров. Уже почти 30 лет учёные собирают сведения о состоянии экосистем нашего огромного региона и на их основе оценивают влияние огненной стихии на хрупкую северную природу. В лаборатории установлено современное оборудование, которое позволяет фиксировать информацию и создавать большие базы данных для их дальнейшего анализа.

— Со спутников прекрасно видно, как леса повреждаются пожарами, — рассказал кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН Евгений Пономарёв. Однако задача учёных — не просто зафиксировать факты. Исследователи должны оценить, отразятся ли пожары на состоянии зелёных лёгких планеты и, учитывая географическое положение нашего региона, не станут ли они дестабилизирующим фактором для арктической зоны. 

По словам Евгения Ивановича, с точки зрения экологии пожар — естественный фактор, который не всегда наносит вред природе. Он выполняет важную функцию: очищает леса от мёртвых деревьев и тем самым помогает появиться новому лесу.

— На примере красноярского Академгородка мы можем убедиться, насколько важно, чтобы лес был разновозрастным, — отмечает Евгений Пономарёв. — Вот наши берёзы или сосны, высаженные единомоментно, и погибать начали одновременно. А для развития разновозрастных лесов условия создаются в том числе пожарами.

Страдает термоодеяло

 

В специальной литературе описано много других полезных для леса свойств пожаров. Однако всё же питать иллюзий на этот счёт не нужно — последствия стихии однажды могут превысить допустимый уровень, что повлечёт необратимые изменения климата.

— Примерно 90 процентов площади Сибири — это зона многолетней мерзлоты, — объяснил Евгений Иванович. — Слой мерзлоты, находящийся в почве, обеспечивает устойчивое функционирование целых экосистем. Если в результате пожара нарушается растительный покров, изменяются и теплообменные процессы в почве. Необходимо учитывать, что за сезон пожары происходят в среднем на одном проценте лесной зоны Сибири. Если посчитать данные за 30 лет наших наблюдений, то примерно 30 процентов территории были нарушены. Это уже серьёзный фактор, влияющий на экологию.

Чем это чревато? Пожары меняют характеристики растительного покрова, выполняющего роль термоодеяла для многолетней мерзлоты, что способствует глобальному потеплению климата, а оно, в свою очередь, увеличивает число пожаров. Замкнутый круг. Важно, что высвобождающийся из мерзлоты углекислый газ также повышает среднюю температуру на планете. Вместе с тем человек тоже вносит значительный вклад в разрушение мерзлоты, на которой базируется вся хозяйственная деятельность в Заполярье.

— Мы проложили дорогу, построили какой-то объект, значит, уже изменили теплофизические свойства территории, — уточнил эксперт. — Если до этого тепло отражалось или поглощалось растительностью, то теперь оно уходит в почву и нагревает мерзлоту. Евгений Иванович отмечает, что в густонаселённых территориях до 70 процентов лесных пожаров происходит по вине человека. На севере же большее влияние имеют природные факторы, например грозы. Интересно, что из-за глобального потепления климата гроз становится всё больше. 

По словам учёного, на каждый градус, на который повышается средняя температура на планете, на 14 процентов вырастает число гроз в Арктике. Потому-то и необходимо следить за климатическими процессами, чтобы не пропустить момент, когда они станут необратимыми. Так, учёные отмечают, что самая неблагоприятная ситуация с пожарами в Сибири складывается в Якутии и Забайкалье. С каждым сезоном огонь в этих регионах всё дальше продвигается на север.

— Нам, во-первых, необходимо осознать угрозу, — поделился эксперт. — А во-вторых, нужно начинать действовать. Человек много чего может. Например, установить посты мониторинга пожаров на территориях, близких к населённым пунктам, чтобы своевременно отбивать эти населённые пункты от огня. Высаживать леса там, где это возможно. Вот Китай озадачился озеленением своей пустыни. 40 лет назад своим дружным коллективом китайцы сделали в пустыне бороздки и заложили их сеном. То есть они создали микрорельеф и проложили систему, которая кондиционирует влагу. Этого достаточно, чтобы растения начали укореняться. Сейчас у них в пустыне лес. Человек не может везде высадить деревья-крупномеры, но вот так мы действовать можем.

Тепловая аномалия

 

Для мониторинга обстановки в сибирских лесах красноярские учёные используют не только съёмки со спутников. В их распоряжении имеется и другое современное оборудование. Так, исследователи обрабатывают сведения, полученные при помощи спутниковых навигационных систем. Посылаемые с этих аппаратов на землю сигналы проходят через различные объекты, в том числе через лес. По изменению сигнала можно судить о состоянии растительности. Ещё один аппарат, помогающий учёным собирать сведения о состоянии природы, — тепловизор, который устанавливается на спутник или беспилотный летательный аппарат. По данным, полученным с этого прибора, красноярским исследователям удалось выявить аномалии в восстановлении лесов, пострадавших от пожаров и других техногенных происшествий.

— Данный аппарат работает в нескольких спектральных диапазонах, — объясняет Евгений Пономарёв. — Нарушенный в результате пожара или хозяйственной деятельности человека участок леса может начать восстанавливаться очень быстро, например в течение сезона на нём уже появляется новая растительность. И в зелёном спектральном канале кажется, что с ним всё в порядке. Однако в синем тепловом диапазоне эти территории ещё довольно долго отличаются от исходного состояния — на протяжении десятилетий. По спутниковым фото уже не понять, что на этом месте был пожар. А нам видно, что территория была повреждена, ещё не до конца восстановилась и здесь существует риск разрушения мерзлоты. Данный феномен мы назвали «тепловой аномалией». Используют в науке также георадар — прибор для зондирования земли. Его «взгляд» может проникать в почву на глубину до шести метров и захватывает радиус в 30 метров. Георадар применяют для оценки состояния мерзлоты на конкретном участке.

Нюанс

 

Данные из лаборатории космических систем и технологий Института экологии СО РАН используют не только учёные, но и специалисты МЧС, чтобы вести оперативный мониторинг пожарной и ледовой обстановки. Кроме того, информацию получают сотрудники Рослесхоза, которые следят за ситуацией в лесах края. Пользуются сведениями и красноярские аграрии. Мониторинг сельхозугодий с целью прогнозирования урожайности сейчас активно развивающееся направление. Технологии отрабатываются на опытных полях Института сельского хозяйства СО РАН.

 

От редакции. О других лабораториях мы расскажем в ближайших номерах газеты.