![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Процесс горения прилесных пожарахСтр 1 из 18Следующая ⇒
Основной горючий материал при лесных пожарах —клетчатка и лигнин, из которых состоят стенки клеток растении. В растениях и их мертвых остатках содержатся также различные смолы и эфирные масла. При нагревании без доступа воздуха клетчатка распадается на летучие газообразные продукты и твердый обугленный остаток —древесный уголь. Поэтому,
1 — зона подсушки и подогрева: 2 — зона испарения; 3 —зона разложения;... 4 —зона горения угля; 5 — зона преимущественного горения пламенем Рис, 4. Влияние ветра и рельефа местности па подогрев горючего соседних участков и распространение горения
на стоне ± чтобы древесные материалы загорелись, их необходимо предварительно подогреть. При температуре 100—150 °С происходит испарение воды, содержащейся в этих материалах. С повышением температуры наступает процесс разложения материала с возгонкой летучих веществ, образующих с воздухом горючую смесь, которая воспламеняется при 270—290 °С. При температуре 400—450 °С разложение древесины и выделение ^горючих газов завершается, древесина обугливается, и дальнейшее горение угля происходит без пламени; температура может достигать 1000 °С. При горении от выделяющегося тепла подогреваются соседа ние участки и внутренние слои горючего материала, вследствие чего горение постепенно распространяется как по поверхности, так и в глубину (рис. 3). Нетрудно понять что если.материал сухой, то на испарение влаги и, следовательно, на подготовку его к воспламенению требуется меньше тепла, чем при влажном материале. Поэтому сухие древесные материалы легче загораются и горение быстрее распространяется по их поверхности. Чем больше влажность, тем медленнее распространяется горение. При определенной ее величине тепла, попадающего на соседние с горящими участки, окажется недостаточно для их подсушки и подогрева до нужной температуры. Тогда горение распространяться не будет. : _ Различают два типа горения лесных горючих материалов — пламенное и беспламенное (Амосов, 1958). Каждый тип горения может переходить в другой и имеет обе стадии — пламенную и беспламенную (горение углей). В зависимости от типа горения одна из них является преобладающей. Напочвенный покров с мелким опадом, хвоя и мелкие сучья горят преимущественно пламенем. При возрастании толщины сгорающего слоя в глубине его наблюдается беспламенное горение. Так бывает при горении торфа, лесной подстилки, валежника.
При лесном пожаре по горючему материалу непрерывно продвигается полоса горения —ее называют кромкой пожара. Легко представить себе, что ширина этой кромки будет больше, если скорость сгорания меньше (т. е. когда горение продолжается дольше). При большой скорости сгорания пожар продвигается узкой кромкой (например, когда при пожаре горит только сухая трава, которая сгорает очень быстро). Скорость сгорания в пламенной стадии всегда больше, чем в беспламенной. По данным Г. А. Амосова, средняя скорость сгорания сосновой древесины сечением 1, 5x1, 5 см в пламенной стадии в 13 раз больше, чем при догорании углей. Беспламенное горение, развивающееся в толще горючего материала, протекает при недостатке кислорода. Скорость распространения огня здесь обычно незначительна (от нескольких миллиметров до нескольких дециметров в час), тогда как при пламенном горении она может составлять сотни метров и даже несколько километров в час. Тем не менее потушить очаги беспламенного горения гораздо труднее. По образному выражению Г. А. Амосова, пламенное горение дает образцы силы, а беспламенное — упорства. При пламенном горении большая часть выделяющегося тепла рассеивается в пространстве и на подогрев очередных порций горючего расходуется всего 2—8 %. При беспламенном горении тепло накапливается в слое горючих материалов, на Ък
даже при относительно высокой влажности горючего. Тушение торфа осложняется еще тем, что в нем содержится до 25 % битумов. Когда на горящий торф попадает вода, битумы при резком охлаждении цементируют частицы угля. Возникает корка, под которой сохраняется тленне, а вода проникнуть через нее не может. Тепло, накопленное в толще торфа, рассеивается медленно, поэтому здесь могут длительное время сохраняться скрытые очаги горения, которые приводят к возобновлению пожаров. Свеча или спичка, например, потухнут от одного дуновения вследствие отрыва пламени и охлаждения горящей поверхно-' сти. Однако костер задуть не удается. Дополнительный приток кислорода лишь усилит горение углей. Не удается сразу ликвидировать все очаги горения в углях костра, даже заливая его водой. Теперь, когда мы познакомились в общем виде с процес: сами горения, нам будут понятны и особенности распространения лесных пожаров, их зависимость от состояния лесных горючих материалов, их структуры, количества и размещения. Пожар замедляет свое распространение или вовсе останавливается, встретив на своем пути горючие материалы, содержащие много влаги. Так, весной, когда под пологом леса еще очень влажно, огонь идет только по открытым местам и в лес не заходит. Пожар быстрее распространяется в рыхлом слое горючих материалов, к которым свободен доступ воздуха. И, наоборот, в плотном слое горючих материалов горение распространяется медленно. Характер пожара зависит и от расположения горючих материалов. Так, в сосняках при наличии подроста огонь легко переходит на кроны деревьев, тогда как в спелом одновозрастном сосновом насаждении он будет распространяться только по напочвенному покрову. Чем больше горючего материала, способного гореть, тем интенсивнее горение. Большое влияние на скорость и характер распространения пожара оказывает ветер. По наблюдениям Н. П. Курбатского (1962), продвижение кромки пожара против ветра в 6—10 раз медленнее, чем по ветру. При изменении скорости ветра в лесу от 0 до 2, 5 м/с скорость распространения горения возрастает примерно в 10 раз (Софронов, 1967). Это происходит потому, что ветер, наклоняя пламя, усиливает подогрев соседних участков. Аналогичное влияние оказывает и рельеф местности (рис. 4). При проведении мероприятий по тушению лесных пожаров различают следующие тактические элементы кромки пожара: фронт — сторона наиболее быстрого распространения пожара; фланги — боковые стороны, по отношению к фронту; тыл пожара — сторона, противоположная фронту. Фронт пожара обычно распространяется по направлению ветра. При перемене ветра фронтом может стать фланговая и даже тыловая кромка пожара. § 3. Характеристика лесных горючих материалов В лесу имеются различные по своему характеру горючие материалы. Они по-разному реагируют на изменения погоды, неодинаково способны гореть в различные периоды пожароопасного сезона, имеют разную структуру. Низшие растения (лишайники и мхи), а также мертвые растительные остатки (лесная подстилка с мелким спадом, валежник, гнилые пни и т. п.) увлажняются главным образом за счет атмосферной влаги и отдают ее обратно в атмосферу посредством простого испарения. Поэтому влажность их меняется в широких пределах и в засушливую погоду может резко снижаться (до 6—8 %). Растения травянистые, полукустарниковые и древесные способны возмещать отдачу влаги поглощением ее из почвы, а при сокращении поступления почвенной влаги соответственно сокращать испарение. За счет этого влажность их не имеет таких резких колебаний, как у низших растений, и довольно устойчиво держится на уровне 100—150 % от сухого веса.'Лесные горючие материалы можно объединить в следующие шесть групп (Курбатский, 1962):!) мхи и лишайники с мелким опа-дом; 2) травы и кустарнички; 3) подрост и подлесок; 4) лесная подстилка и торф; 5) валежник, гнилые пни и т. п.; 6) хвоя, охвоенные ветви и сучья в пологе древостоя. Мхи и лишайники с мелким о п а д о м являются горючим материалом, с загорания которых чаще всего начинаются лесные пожары. Влажность этих материалов непосредственно связана с влажностью воздуха, изменяющейся в течение суток: днем воздух более теплый и сухой, ночью — более холодный и влажный, выпадает роса. Поэтому лесные пожары здесь в середине дня распространяются в несколько раз быстрее и интенсивность их значительно больше, чем ночью или ранним утром. Наиболее благоприятные условия возникновения и распространения пожаров бывают от 12 до 16 ч, наименее благоприятные — с 3 до 7 ч. Для полного увлажнения покрова в лишайниково-мшистом бору достаточно 2, 4.мм осадков. Однако после дождя воспламеняемость быстро восстанавливается. По данным В. Г. Нестерова (1945), влажность лишайников уже на второй день после дождя часто падала до 40—50 %, т. е. они были способны гореть. Лишайники высыхают быстрее и горят лучше, чем зеленые мхи. Зеленые и блестящие мхи горят вместе с опадом. Распро-
Мелкий опад (хвоя, листья, шишки, мелкие ветви и т. п.) первоначально располагается в слое мхов и лишайников, постепенно по мере нарастания слоя мхов, опускается вниз, разлагается и переходит в подстилку. Опад может по сухому весу составлять более половины горючих материалов первой группы, общее количество которых достигает 11 т на 1 га. К этой группе материалов могут быть отнесены и засохшие травы. Травы и кустарнички (черника, брусника, вереск, багульник и др.) характеризуются устойчивой влажностью. Поэтому материалы этой группы самостоятельно гореть не могут и распространение огня зависит здесь от наличия в нижнем ярусе покрова опада, мхов и лишайников. Наиболее пожароопасные из них багульник и вереск. Однако, как показали опыты ЦНИИЛХ, если убрать мхи и лишайники, огонь не распространяется и по вереску (Курбатский, 1957). Количество горючих материалов этой группы может составлять более 5 т сухого вещества на 1 га. Подрост и подлесок характеризуются примерно такой же влажностью, как и кустарнички; запас их в насаждении меняется в широких пределах. Подрост и подлесок лиственных пород несколько сдерживает горение, хвойных — усиливает. Интенсивность огня и создания условий для его перехода на кроны деревьев зависят от высоты, количества и расположения хвойного подростка и подлеска. Лесная подстилка и торф имеют влажность от 6— 8 до 250 % на свежих почвах и до 650 % в торфяниках на почвах с избыточным увлажнением. Высыхание подстилки и торфа происходит медленно и распространение огня по ним наблюдается обычно начиная со второй половины лета. Впитывание влаги также происходит медленно, и для полного увлажения подстилки в насаждениях с торфянистыми почвами требуется до 40 мм осадков (Курбатский, 1954). Обнаженная сухая подстилка и входящий в нее полуразложившийся валежник способны загораться от искры. Для них характерен беспламенный тип горения. Поэтому пожары подчас загораются от молний не только при «сухих» грозах, но н при дожде. Подстилка не успевает напитаться влагой и потерять способность к загоранию за короткое время после начала сопутствующего грозе дождя. Распространение же начавшегося горения в подстилке возможно даже при довольно высокой ее влажности — бо'лыне 70 %; а у торфа даже до 500 %. Сходный процесс наблюдается при разведении костров на торфянистых почвах. Ведь костер, являясь мощным источником тепла, высушивает почву и создает в ней очаг горения, который потом начинает распространяться, и ликвидировать его крайне трудно. же объясняется, что при выпадений после засушливого периода относительно небольших осадков действующие пожары продолжают распространяться, так как подстилка не потеряла способности гореть. Новых же пожаров в это время не возникает, поскольку покров увлажнен и не может загораться. Запас подстилки составляет в насаждениях от 12 до 20 т и более на 1 га. Валежник, бурелом, гнилые пни и порубочные остатки имеют влажность, изменяющуюся в очень широких пределах, но медленно (как у лесной" подстилки). После периода засухи небольшие дожди могут смочить лишь их- поверхность, и после такого дождя горнмость быстро восстанавливается или вообще не утрачивается. При проходе кромки низового пожара валежник обгорает только с поверхности и продолжает гореть с подстилкой. В нем, как и в подстилке, длительное время могут сохраняться скрытые очаги горения, которые в дальнейшем под действием ветра могут послужить причиной возобновления пожара. При большом количестве лесного хлама значительно усиливается интенсивность огня, выделяется большое количество тепла, создающего предпосылки к развитию верхового пожара. Тушить пожары в сильно захламленных участках наиболее сложно. Хвоя, ох военные ветви и сучья в пологе древостой горят при верховых пожарах. Стволы и толстые ветви деревьев даже при верховых пожарах сгорают очень редко. В дальнейшем они обычно становятся валежником, сухостоем, опадом. Поэтому их правильнее считать потенциальным горючим материалом. По той роли, которую.играют отдельные лесные горючие материалы в возникновении, распространении и развитии лесных пожаров, Н. П. Курбатский (1970) разделяет их на три класса; 1) проводники горения — мхи и лишайники с мелким опадом; лесная подстилка и торф; валежник и пни; 2} поддерживающие горение — травы и кустарнички; подрост и подлесок; хвоя, охвоенные ветви и мелкие сучья; 3) задерживающие распространение горения некоторые кустарнички и травы (люпин многолетний, бадан), кустарники (сахалинская гречиха, серая ольха, многие виды спиреи) и деревья (липа, осина). Интенсивность горения при лесном пожаре зависит от количественного соотношения различных групп горючих материалов и их состояния. § 4. Особенности различных видов и форм лесных пожаров Низовой пожар бывает двух форм: беглый и устойчивый. Беглым называется пожар, при котором горит напочвенный покров, опавшие листья и хвоя. Такие пожары характерны
При устойчивом пожаре огонь, как принято говорить, «заглубляется». После сгорания покрова продолжает гореть подстилка, пни, валежник и т. п. Устойчивые низовые пожары развиваются обычно с середины лета, когда подстилка просохг нет. При таких пожарах преобладает беспламенный тип горения, сгорание горючих материалов происходит медленно и продолжается длительное время. На участке, пройденном устойчивым пожаром, насаждения получают серьезные повреждения: прогорает подстилка, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорает подрост и подлесок. Здесь Могут создаваться благоприятные условия для развития верховых пожаров. Деление низовых пожаров на беглые и устойчивые имеет Обычно устойчивый низовой пожар — это вторая стадия по* жара беглого. Ведь низовой пожар начинается с загорания покрова или опада. Поэтому любой низовой пожар начинает распространяться как беглый. При наличии способных в данный момент к загоранию подстилки или валежника развивается устойчивый низовой пожар. Бывает, что пожар по мере развития 2 и даже 3 раза проходит по одной и той же площади. Сначала прогорает верхний слой горючих материалов. Затем, подсушившись и получнв доступ кислорода, начинает гореть нижележащий слой и т. д. Для низового пожара характерна вытянутая форма пожарища с неровной зигзагообразной кромкой. Цвет дыма при низовом пожаре — светло-серый. Верховой пожар является дальнейшей стадией развития низового пожара. Важная особенность верхового пожара состоит в том, что низовой огонь является его необходимой со-
ставной частью. На этом основана современная тактика тушения верховых пожаров. Огонь низового пожара переходит на полог древостоя в насаждениях с низко опущенными кронами, в разновозрастных хвойных насаждениях, при обильном подросте, особенно при наличии на деревьях засмоленных карр. Чаще всего верховые пожары бывают в горных лесах при распространении огня вверх по крутым склонам. В значительной мере способствует возникновению верховых пожаров сильный ветер. Наиболее подвержены им заросли кедрового стланика и дуба кустарниковой формы (весной, когда держится сухой прошлогодний лист), а также хвойные молодняки на сухих местоположениях. В этих насаждениях пожар всегда бывает верховым. На участках, пройденных верховым пожаром, древостой хвойных пород, как правило, погибает полностью. Различают две формы верховых пожаров: верховой устойчивый и верховой беглый. При верховом устойчивом пожаре огонь по кронам распространяется по мере продвижения кромки устойчивого низового пожара, уничтожая подстилку, напочвенный' покров, валежник и сухостой, подрост н подлесок, ветви и даже крупные сучья; сильно обгорают стволы деревьев. Поэтому такой пожар называют также повальным — после него остаются лишь обугленные остатки стволов и наиболее крупных сучьев — «трубочисты». Верховые беглые пожары наблюдаются только при сильном ветре. При этом огонь обычно распространяется по пологу скачками, иногда значительно опережая фронт низового пожара. Такое распространение верхового огня объясняется тем, что тепло от горящих крон, поднимаясь наклонно по ветру, лишь частично попадает на соседние кроны и его оказывается недостаточно для их подогрева и подготовки к воспламенению. Подогрев полога происходит в основном за счет тепла от низового пожара. Под действием ветра это тепло подогревает кроны впереди на довольно значительном расстоянии. Затем происходит вспышка, и огонь быстро охватывает подогретые кроны. Когда фронт низового пожара пройдет участок, на котором кроны сгорели, начинается подогрев крон на следующем участке, и процесс повторяется (рис. 5). При продвижении горения по кронам ветер разносит искры, горящие ветви, хвою и т. п., которые создают новые очаги низовых пожаров за несколько десятков, а иногда и' сотен метров впереди основного очага, что в свою очередь создает условия для увеличения скорости распространения пожара.. Во время скачка пламя распространяется по кронам со скоростью 15—25 км/ч. Однако скорость распространения самого пожара меньше, поскольку после скачка происходит задержка, пока низовой огонь не' пройдет участок с уже сгоревшими кронами,
Наблюдения показывают, что без подогрева крон и перехода огня снизу сколько-нибудь значительное самостоятельное распространение огня по кронам невозможно. Форма пожарища при беглом верховом пожаре —сильно вытянутая по направлению ветра. Дым верхового пожара— темный. Подземный (почвенный) пожар, как и верховой, является дальнейшей стадией развития пожара низового. Такие пожары возникают на участках с торфяными почвами или с мощным слоем подстилки (толщиной более 20 см), когда торфянистый или гумусовый горизонт почвы достаточно просох. При подземном пожаре горение беспламенное. По данным Н. П. Курбатского (1962), пожар по слою торфа распространяется медленно — от нескольких дециметров до нескольких метров в сутки. Торф или подстилка прогорают на всю глубину до минерального слоя почвы или до влажных слоев, в которых горение продолжаться не может. При этом сгорают корни деревьев, находящиеся в слое торфа или перегноя, и деревья вываливаются. Обычно при низовом пож, аре огонь заглубляется сначала отдельными очагами на наиболее подсохших участках, чаще всего у стволов деревьев, а затем постепенно распространяется в стороны. Подземные пожары, как правило, возникают во второй половине лета. Число их резко возрастает в засушливые годы. При этих пожарах полностью ликвидировать горение очень трудно; создается значительное число очагов огня в лесу. Даже если эти очаги надежно локализованы и не распространяются, всегда имеется угроза, что в случае усиления ветра горящая торфяная крошка будет разнесена и создаст новые многочисленные пожары. При организации тушения необходимо учитывать скорость распространения низовых и верховых пожаров. При борьбе 4. Классификация пожаров по их силе
Рис. 5. Скачкообразное продвижение фронта беглого верхового пожара (Кур- батский, 1962): ■ ft — подогрев полога; б—продвижение огня по пологу; в — подготовка очередного скачка Показатель силы пожара Низовой, пожар
Скорость распространения огня, м/мин Высота пламени, м Верховой пожар До 3 Скорость распространения огня, м/мин Глубина прогорания, см среднего
0, 5—1, 5 3—100 25—50 Более 3 Более 1, 5 Более 100 Более 50 А?. С низовыми пожараМн имеет большое значение также высота пламени, а при тушении подземных — глубина прогорания. В связи с этим, по предложению Н. П, Курбатского, установлена классификация пожаров по их силе (табл. 4). Сила пожара, определяемая по наиболее интенсивной его части, находится в зависимости от условий погоды, времени суток и характеристики места пожара. Поэтому при.борьбе с огнем необходимо учитывать вероятные изменения силы пожара. Пожары в горных лесах. В Восточной Сибири, Забайкалье..и на Дальнем Востоке, т. е. в районах, наиболее подверженных лесным пожарам, значительные площади лесов расположены в резко пересеченной или горной местности. Распространение пожаров в горных лесах зависит от экспо Вниз по склону огонь распространяется медленно или вообще не распространяется. Однако зачастую ниже пожара возникают новые очаги огня от скатывающихся по склону головешек, горящих шишек и т. п. Пожары чаще возникают и быстрей распространяются по южным и западным склонам, на которых влажность горючих материалов ниже, а сама растительность более пожароопасна. В горном Алтае, например, многие южные склоны сейчас безлесны из-за частых пожаров в прошлом. Наименьшая пожарная опасность наблюдается по северным и восточным склонам. В весенний период они вообще не пожароопасны (Софронов, 1967). В зависимости от высоты местности., как известно, меняется характер растительности. Так, в районах Дальнего Востока самый верхний пояс растительности представлен наиболее пожароопасным типом насаждений — кедровым стлаником. При тушении пожара здесь нужно действовать так, чтобы огонь не проник в заросли стланика. Каменистые гребни гор обычно являются надежной преградой распространению пожара. Однако, используя их в качестве такой. преграды, следует предварительно убедиться в отсутствии мохового и лишайникового покрова, по которому огонь может незаметно преодолеть преграду. Ущелья обычно задерживают распространение noxtapa ПО горизонтали, однако, если ветер направлен поперек склона, он может перебросить искры через узкие ущелья. Направление ветра в горах обычно соответствует изгибам рельефа. Поэтому по мере распространения пожар будет охватывать участки, на которых скорость и направление ветра меняются довольно резко. Обычно в горах днем местные течения воздуха из-за нагрева склонов направлены вверх по склону. Они ускоряют продвижение пожара, способствуют его переходу в верховой. Ночью, наоборот, холодный воздух стекает вниз по ущельям, задерживая распространение пожара и резко снижая интенсивность огня. Эти особенности необходимо учитывать при борьбе с лесными пожарами в горных районах. Особенности крупных пожаров. В зависимости от лесной обстановки характер, количество и способность горючих материалов к горению различны на каждом участке леса. На открытых, возвышенных местах может развиваться сильный пожар. В то же время под пологом леса сила его может быть значительно меньше, а в пониженных местах из-за влажности покрова он вообще не будет распространяться. На участках с хорошим хвойным подростом может развиться верховой огонь, а в остальной части пожар будет низовым и т. п. Летом по мере высыхания горючих материалов создаются условия для развития устойчивых низовых пожаров, а затем верховых и подземных. В этот период пожар, охвативший значительную площадь, чаще всего сочетает в себе элементы различных видов и форм пожаров. При этом какая-то часть территории может быть пройдена верховым пожаром, а другая часть вообще не повреждена огнем. Пожар обходит места, где нет горючих материалов или они в данный момент не способны гореть. Кромка пожара разбивается на отдельные части, которые можно легко принять за самостоятельные очаги пожаров. Распространяясь с разной скоростью и неоднократно меняя направление в зависимости от изменения ветра или наличия горючих материалов, такие участки кромки пожара делают его конфигурацию настолько сложной и причудливой, что становится трудно выделить основные элементы пожара — фронт, фланги и тыл. Возникает опасность обхода и окружения огнем людей, работающих на кромке пожара. Отдельные очаги пожара могут в дальнейшем вновь сливаться и опять распадаться на отдельные части. Ориентироваться в обстановке при крупном пожаре можно только с помощью авиационной разведки. Из сказанного видно, что крупные пожары нельзя отнести целиком к какому-то одному виду — низовому, верховому или подземному. Эти пожары в связи с их неоднородностью являются смешанными. При характеристике пожара в учетной документации и отчетности площадь его подразделяется по видам распространения.
Пожароопасный сезон, во время которого возможно возникновение лесных пожарок, начинается с момента схода снегового покрова, в лесу и заканчивается при наступлении устойчивой дождливой осенней погоды или образовании снегового покрова. В зависимости от климатических и лесорастительных условий время начала и окончания пожароопасного сезона различно. На основе геоографического анализа горимости лесов И. С. Мелехов (1946) разработал схему лесопожарных поясов по. продолжительности пожароопасных " сезонов для европейской части СССР, отражающую-продвижение весны на север. В дальнейшем эта схема была продолжена в применении к азиатской части страны (Мокеев, 1958). Так, в лесах средней полосы РСФСР пожароопасный сезон начинается во второй половине апреля, в южных районах Якутской АССР в середине мая и т. п. Разумеется, эти сроки являются средними и в зависимости от погодных условий текущего года могут изменяться. Пожароопасный сезон разделяется на пожароопасные периоды и периоды отсутствия пожарной опасности. Непожароопасные периоды во время пожароопасного сезона возникают либо вследствие выпадения осадков, либо из-за особенностей развития растений. Зная характеристику лесных горючих материалов, можно судить о степени пожарной опасности различных типов леса в отдельные периоды пожароопасного сезона. К наиболее пожароопасным насаждениям следует отнести сосновые и лиственничные леса, а также заросли кедрового стланика с лишайниковым покровом. Большая разреженность полога, характерная для таких насаждений, способствует быстрому высыханию лишайников, которые к тому же легко воспламеняются. Однако отсутствие достаточно выраженного слоя подстилки облегчает тушение пожаров. Высокая пожарная опасность наблюдается и в других сухих борах —брусничниках и верещатниках. Наличие лишайников в покрове значительно усиливает здесь пожарную опасность, примесь черники в брусничниках, наоборот, ослабляет силу пожаров. Такое же действие в верещатниках оказывает присутствие свежего зеленого вейника и багульника. Однако наличие в вересковом покрове сухого вейника повышает его горимость весной и осенью. Увеличение влажности и улучшение почвенных условий приводят к снижению опасности возникновения пожаров в древо-стоях. Сосняки-зеленомошники менее- пожароопасны, чем типы леса, описанные выше. Увеличение полноты затрудняет высы- хание горючих материалов, находящихся под пологом леса. Однако пожары часто принимают здесь устойчивую форму, заглубляясь по мере высыхания подстилки пятнами и перешейками, прежде всего у подножья крупных стволов и около гнилых пней, где мхи и подстилка находятся на микровозвышениях. В сосняках-долгомошниках пожарная опасность возникает после продолжительного периода сухой и жаркой погоды, так как преобладающий в их покрове влаголюбивый кукушкин лен высыхает и может гореть только в большую засуху. Обычно пожар распространяется здесь неравномерно, обходя недостаточно просохшие участки, и носит устойчивый характер. В сосняках сфагновых, низкопроизводительных насаждениях на болотистых почвах для возникновения пожарной опасности требуется большой засушливый период. Пожары сначала носят беглый характер, охватывая более высохший поверхностный слой сфагнового покрова. Наличие кочковатой поверхности приводит к неравномерности высыхания покрова и созданию благоприятных условий для заглубления огня на отдельных участках, в результате могут создаваться очаги торфяного (подземного) пожара, которые, развиваясь, приводят древостой К полной гибели. Под густой кроной темнохвойных лесов растительность из-за большой затененности развивается слабо, а подстилка высыхает медленно. Однако последствия пожаров в ельниках и пихтачах тяжелее из-за поверхностного расположения корневой системы и тонкой коры. Наиболее подвержены пожарам ельники-брусничники, имеющие относительно разрежённый1 полог. Хотя пожарная опасность здесь меньше, чем в сосняках-брусничниках, но при возникновении пожары легко переходят в верховые, полностью уничтожая древостой. В ельниках-черничниках загоранию препятствует влажная почва, а в ельниках-кисличниках — исключительно тенистый полог. В кедровниках, расположенных на относительно сухих почвах (кедрачи лишайниковые и мшистые), пожарная опасность выше, чем в ельниках, но в общем, довольно густой полог кедровников снижает испарение влаги почвенным покровом. В насаждениях с преобладанием мхов и лишайников пожары летом могут развиваться более интенсивно, чем весной. Летом обычно происходит постепенное понижение уровня грунтовых вод, высыхание подстилки, валежника. Создаются условия для низовых устойчивых пожаров, увеличивается возможность верховых и подземных пожаров. В северных районах увеличению пожарной опасности к середине лета в значительной мере способствует большая продолжительность дня, когда ночью температура и влажность воздуха понижаются незначительно. Со второй половины лета в таежной зоне начинают выпадать обильные росы, продолжительность дня сокращается, чаще выпадают осадки, что способствует сокращению пожарной опасности и прекращению возникновения новых пожаров, однако увлажнение лесной подстилки и торфа, высохших за лето, идет медленно, вследствие чего в засушливые годы продолжают действовать возникшие ранее низовые устойчивые и подземные пожары. В травяных типах хвойных лесов пожарная опасность наблюдается в периоды, когда трава сухая. Весной вспышки пожаров в таких лесах обычно возникают чаще, чем осенью. Летом пожары наблюдаются лишь в отдельные засушливые годы. Так, в лесах Приморского края ив горных лесах Южной Сибири заметно выражены два пожароопасных периода: весенний и осенний. В лиственных лесах основным горючим материалом является сухая трава и опавшие листья {кроме осиновых, которые не горят). Поэтому условия возникновения пожаров в них такие же, как в травяных типах хвойных лесов и других категориях площадей с травяным покровом. Верховые пожары являются здесь редким исключением и бывают только весной и осенью в невысоких древостоях, не -сбросивших засохшую листву (например, в зарослях монгольского дуба порослевого происхождения). Однако эти пожары не ведут к гибели древостоя, и после распускания свежей листвы следы пожара вообще мало заметны. В период, когда на деревьях имеется зеленая листва, лиственные насаждения являются преградой для верховых пожаров. Если в хвойных древостоях есть примесь деревьев лиственных пород, возможность возникновения и распространения верховых пожаров огранчивается. Если же их доля в составе превышает 0, 6, в таких насаждениях вообще, как правило, не бывает верховых пожаров. Для оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров разработана специальная шкала, по которой определяют так называемый класс природной пожарной опасности. Эта шкала приведена в лесоустроительной инструкции. По ней на территории каждого лесхоза различают пожарные выделът, в которые объединяют кварталы или части кварталов, относящиеся к одинаковому классу. Вы-делы наносят на схематическую карту и соответственно иллюминуют. На основании этих материалов лесхоз определяет места и объемы противопожарных мероприятий, устанавливает очередность их проведения. Если внимательно проанализировать приведенные характеристики пожарной опасности в л-есах различных типов, то прослеживается одна важная закономерность. В насаждениях на сухих песчаных почвах наиболее благоприятны условия для возникновения пожаров. Возникают они здесь часто и быстро рас-
пространяются, однако не носят устойчивого характера и их удается потушить относительно легко. Чем выше влажность почвы в таежной зоне, тем меньше пожарная опасность, но зато больше толщина подстилки. Если случится засушливый год, справиться здесь с пожарами бывает очень трудно, они принимают наиболее опасные формы —верховых и подземных и способны причинить огромный вред. Вот почему в очень опасных в пожарном отношении сухих сосновых борах, даже расположенных в засушливых районах страны {например, Бузулукский бор, ленточные боры Алтая, Казахстана и др.). при должной оперативности лесопожарной службы возникающие пожары быстро тушат. А в значительно менее пожароопасных насаждениях центральных районов европейской территории РСФСР периодически случаются большие пожары, как это было в 1921, 1936, 1938 и 1972 гг. Из этого следует сделать вывод, что если на территории лесхоза или лесничества преобладают хвойные насаждения, отнесенные к малоопасным в пожарном отношении, то эта оценка справедлива только в годы, когда погодные условия находятся в пределах обычных климатических норм. В случае засухи пожары здесь будут во много раз опасней, чем в так называемых пожароопасных лесах. Работники лесного хозяйства должны быть всегда готовы к этому и своевременно принимать необходимые меры для обеспечения сохранности лесных массивов. На не покрытых лесом площадях горючие материалы под воздействием солнечных лучей и ветра подсыхают быстрей, чем под пологом леса. Поэтому при прочих равных условиях пожарная опасность возникает здесь раньше, чем в древостое. Например, весной снеговой покров сначала сходит на открытых местах, а в лесу он еще некоторое время сохраняется, влажность покрова и подстилки на вырубках значительно ниже и т. д. Характер и количество горючих материалов, а следовательно, степень пожарной опасности и периоды ее максимума зависят от категории площади, не покрытой лесом, — вырубки, гари, редины, лесные прогалины, луга, болота. Открытые площади с травяной растительностью наиболее пожароопасны весной: сухая прошлогодняя трава быстро просыхает и способна воспламениться от незначительного источника тепла. Летом пожарной опасности в таких местах, за исключением особо засушливых лет, не наблюдается. Осенью, после засыхания трав, она опять восстанавливается, но обычно бывает несколько ниже, чем весной. Пожары на нелесных площадях: болотах, марях, луговинах и т. п. не относятся к лесным, однако они часто заходят в прилегающие леса, вызывая лесные пожары. Поэтому необходимо принимать во внимание пожарную опасность и на этих категориях площадей гослесфонда. ■ '■ На марях н болотах весной горит сухой камыш, осока и т. п. Огонь распространяется с большой скоростью, часто даже над водой. Помимо опасности перехода в лес, такие пожары наносят большой ущерб охотничьему хозяйству, уничтожая птичьи гнездовья. В засушливые годы начиная с середины лета здесь развиваются торфяные пожары, продолжающиеся до глубокой осени, а иногда даже зимой. Известны случаи, когда такие пожары не прекращаются по нескольку лет, создавая постоянную угрозу возникновения пожара и в прилегающих участках леса. Периоды наибольшей горимости леса называют пожарными максимумами. Из сказанного ясно, что сроки наступления пожарных максимумов зависят от местных климатических и лесорастительных условий. Знание этих сроков имеет большое практическое значение, так как позволяет своевременно сосредоточить необходимые силы и средства, способные ликвидировать возникающие в лесу очаги огня.. В большинстве районов максимум числа пожаров приходится на период с 15 мая по 15 июля. Однако наибольшую площадь пожары охватывают обычно в июле-—августе, тушение которых наиболее затруднительно. В практике следует учитывать, что погодные условия в течение года имеют отклонения'от средних климатических данных, причем эти отклонения бывают и довольно значительными. Поэтому лесохозяйственные предприятия должны сохранять готовность к борьбе с лесными пожарами в течение всего пожароопасного сезона. § 6. Влияние элементов погоды на величину пожарной опасности Погода —наиболее изменчивый фактор из числа влияющих на пожарную опасность в лесу. Характер источников огня в данном районе меняется обычно лишь по мере развития экономики, а характер имеющихся лесных горючих материалов — при существенных изменениях в насаждениях (лесозаготовки, пожары и т. п.). Эти факторы в ходе текущего пожароопасного сезона практически стабильны, либо закономерность таких изменений и их последствия легко выявляются. Условия погоды изменчивы и в зависимости от них варьирует способность лесных горючих материалов к загоранию. Из элементов погоды наиболее существенное влияние на величину пожарной опасности в лесу оказывают осадки, температура воздуха и его влажность. На условия распространения пожаров влияют также ветер И облачность. Выпадение даже небольших осадков приводит к увлажнению напочвенного покрова и временному прекращению опасности возникновения лесного пожара. Для полного увлажнения лесной подстилки требуется уже значительное количество осадков. В настоящее . время Гидрометцентр СССР при расчетах пожарной опасности принимает, что для предотвращения возможности загорания в лесу нужно не менее 3 мм осадков. Осадки до 0, 1 мм под полог обычно не проникают и влияния на влажность напочвенного покрова практически не оказывают. На способность лесных материалов к загоранию оказывает влияние продолжительность бездождного периода: чем он протяженнее, тем суше эти материалы и тем больше осадков нужно для полного их увлажнения. Однако для возникновения пожара достаточно, чтобы высох поверхностный слой лесного покрова. Так, слой мхов и лишайников может в верхней части иметь влажность 25—30 % и легко загораться, а влажность нижней части этого слоя может достигать в это время более 70 %, когда горение не распространяется (Курбатский, 1962). Б зависимости от характера лесных горючих материалов для высыхания их необходимо различное время. На скорость высыхания влияют температура и влажность воздуха. Так, проф. В. Г. Нестеров (1949) наблюдал восстановление горимости на третий день после дождя 7, 9 и 0, 2 мм. Тем не менее самый сильный дождь не может увлажнить покров свыше предела, поскольку избыток влаги просто стекает. Таким образом, только по количеству осадков нельзя судить о величине пожарной опасности в дни после их выпадения. Температура воздуха влияет на испарение влаги. Поэтому чем выше температура, тем скорее происходит высыхание напочвенного покрова. Кроме того, при повышении температуры напочвенного покрова облегчается его загораемость. В то же время непосредственной связи между температурой воздуха и пожарной опасностью в лесу нет. Известны многочисленные случаи, когда лесные пожары бывают при низких и даже отрицательных температурах (в местах, где нет снега) и, наоборот, загораемость отсутствует при высокой температуре. Вспомним хотя бы травяные леса: в них пожары обычны ранней весной, а в более жаркий период (в середине лета) их, как правило, не бывает. От степени влажности воздуха непосредственно зависит ход испарения н транспирация, а следовательно, влажность и загораемость лесного покрова. Из показателей, при помощи которых может определяться влажность воздуха, лучше других характеризует испарение дефицит влажности' (Нестеров, 1945).
Однако сам по себе, без учета других факторов, дефицит влажности не всегда выражает пожарную опасность. Бывают случаи, что загорания не происходят при большей величине дефицита влажности и наблюдаются при меньшем его значении. Влияние ветра на усиление пожарной опасности в лесу сказывается в ускорении высыхания горючих материалов. В то же время в отдельных случаях, охлаждая их поверхность от нагрева лучами солнца, он может даже задерживать ход такого высыхания (Нестеров, 1945). Скорость ветра под пологом леса значительно ниже, чем на открытых местах, на скорость и направление ветра оказывает большое влияние рельеф и перемежаемость леса с безлесными пространствами. Поэтому по скорости ветра, измеренной на метеостанции, мы не можем судить о его скорости в более или менее удаленных лесных участках. В настоящее время не установлены какие-либо критерии, выражающие связь ветра с загораемостыо в лесу. Однако бесспорно влияние ветра на направление", скорость и характер, развития лесного пожара. При сильном ветре тушение пожара резко усложняется, огонь перебрасывается через заградительные полосы, скорость его распространения увеличивается во много раз. Облачность задерживает солнечные лучи и таким образом препятствует высыханию покрова. Облака оказывают влияние на силу беглого низового лесного пожара; в солнечный день высота пламени заметно снижается, когда облако закрывает солнце. Грозы ведут к возникновению пожаров, причем иногда наиболее удаленных, борьба с которыми крайне затруднена. Особенно опасны грозы при длительной засухе и так называемые «сухие грозы», при которых не выпадает осадков. Однако само по себе отсутствие или наличие облачности не может определять величину пожарной опасности в лесу. Загораемость лесных горючих материалов молено определить, непосредственно измеряя влажность-образцов этих материалов теми или иными способами. Было предложено несколько таких способов, причем некоторые из них практически очень просты. Например, у циферблатных весов циферблат размечают таким образом, что если на весы положить кусочек древесины определенной массы, то. стрелка весов укажет его влажность и способность загораться в данный момент. Однако вследствие разнообразия лесной обстановки образец, взятый с одного участка леса, может иметь другую влажность, нежели аналогичный образец в другом месте. Да и различные виды горючих лесных материалов, взятые в одном месте и в одно время, могут иметь различную способность к загоранию. Поэтому точно определить таким способом степень опасности возникновения лесного пожара для всех участков данной лесной территории невозможно. Практически более удобно использовать в этих целях не результаты непосредственного измерения влажности горючих материалов, а учет метеорологических факторов, от которых она зависит. Это позволяет создать единую систему сигнализации, используя в этих целях сеть гидрометеостанций, и получать оперативную информацию по областям, республикам и СССР в целом, как это сейчас и делается. Ни один из элементов погоды, взятый в отдельности, не может достаточно точно характеризовать способность к загоранию лесных горючих материалов. Это объясняется тем, что при благоприятном состоянии одного элемента погоды для условий горения в лесу, состояние других элементов может быть неблагоприятным. Для более объективной оценки состояния пожарной опасности в лесу проф. В. Г. Нестеров (1945) предложил использовать комплексный показатель, который учитывает совокупность метеорологических элементов, влияющих па изменение влажности лесных горючих материалов. Шкала Нестерова для определения пожарной опасности в лесу по условиям погоды получила широкую известность в СССР и за рубежом. В 1946 г. она была введена в действие во всех лесхозах и оперативных авиаотделениях баз авиационной охраны лесов и действует до настоящего времени. За прошедшие годы в шкалу был внесен ряд уточнений, вытекающих из опыта ее практического применения.
|