Активность солнца и годичная динамика лесных пожаров на особо охраняемой территории > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

Активность солнца и годичная динамика лесных пожаров на особо охраняемой территории

Активность солнца и годичная динамика лесных пожаров на особо охраняемой территории

Мазуркин П.М., 1 Блинова К.С. 1
1 Поволжский государственный технологический университет
Рассмотрена концепция зависимости лесов как ядра биосферы Земли от активности Солнца по числу Вольфа. Принята точка на Земле в виде участка лесистой территории национального парка по лесным пожарам за 2002 год. По датам каждого лесного пожара были учтены: время от зимнего солнцестояния с 21 марта, склонение оси Земли к Солнцу, число Вольфа активности Солнца на день возникновения лесного пожара. Среди влияющих факторов первое место заняло время от зимнего солнцестояния. Второе место – склонение Солнца, а на третье – число Вольфа. Среди зависимых факторов первым стало склонение Солнца, вторым – время от 21.03, а третьим активность Солнца. В итоге параметры Земли первичны. Наиболее опасен интервал числа Вольфа 90 ≤ V ≤ 180 и сильный размах колебания во многом зависит от поведения людей. Статья в формате PDF 1640 KB заповедниклесные пожарыдинамикаСолнцесклонениечисло Вольфа 1. РИА Новости. – М., 2011. 2 Комарова Е.А. Динамика лесных пожаров на территории ФГУ «Национальный парк «Марий Чодра» // Охрана и защита, обустройство, индикация и тестирование природной среды: сб. статей / под ред проф. П.М. Мазуркина. – М.: Академия Естествознания, 2010. – С. 117–119. 3. Мазуркин П.М., Евдокимова О.Ю. Факторный анализ загрязнения речной воды. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2011. – 56 с. 4. URL: http://pvcdrom.pveducation.org/RU/SUNLIGHT/DECLIN.HTM (Дата обращения 24.04.2012). 5. Движение Земли вокруг Солнца. – URL: http://www.astronet.ru/db/msg/ 1175352/node7.html (Дата обращения 24.04.2012). 6. URL: http://www.swpc.noaa.gov/contacts.html (Дата обращения 24.04.2012). 7. Солнечные пятна, числа Вольфа. – URL: http://www.kosmofizika.ru/ (Дата обращения 24.04.2012). 8. Кучмуратов М. Скорость вращения звезды Солнце вокруг своей оси 22,14 года. – URL: http://sun22y.narod.ru/ (Дата обращения 24.04.2012).

Пожар – неконтролируемый процесс горения. Лесной пожар (рис. 1) – стихийное, неуправляемое распространение огня по участкам леса.

Рис. 1. Лесной пожар [1]

Лишь 4 % возникающих в мире лесных пожаров имеют естественные причины и возникают от удара молнии, в остальных 96 % случаев прямо или косвенно виноваты люди, сообщает Всемирный фонд дикой природы (WWF) Германии. «Человек прямо или косвенно, преднамеренно или по халатности, виноват в возникновении подавляющей части лесных пожаров. Если лесные пожары случаются слишком часто, горят слишком сильно, появляются в необычное время года или в нетипичном месте, то это верный знак, что экосистема вышла из равновесия из-за «вмешательства человека», – говорится в обновленном обзоре WWF Германии «Леса в огне» [1].

Процесс горения является химической реакцией, при которой происходит взаимодействия лесного горючего материала с кислородом воздуха. Горение – сложная химическая реакция, протекающая в условиях прогрессивного самоускорения, связанного с накоплением в системе теплоты или катализирующих продуктов реакции. Сущность горения заключается в нагревании горючего материала до начала его теплового разложения.

Концепция исследования. В лесу летом нагревание происходит иногда месяцами, но лесные горючие материалы не доходят до возгорания. Здоровая лесная среда в жару создает прохладу, повышая влажность и снижая температуру внутри себя.

Хвойные леса возникли около 360 млн. лет назад, а лиственные – около 180. В ходе эволюции лиственные деревья оказались более приспособленными к глобальным потеплениям. Человека в те времена не было, а лесные пожары случались, но преимущественно в хвойных лесах из-за ударов молний. И в наше время основными факторами лесных пожаров являются температура и влажность. Поэтому возникновение 96 % случаев лесных пожаров по вине человека указывает только на то, что лесные горючие материалы сильно нагреты и они способны к возгоранию из-за трех главных факторов:

1) повышение интенсивности солнечной радиации;

2) снижение площади лесных ареалов;

3) ухудшение качества (повышение возгораемости) лесных древостоев.

За основу взяли активность Солнца по числам Вольфа. Чтобы снизить влияние второго фактора, брали на Земле участок леса, а для элиминирования третьего фактора учитывали распределение лесных пожаров на особо охраняемой территории.

Объект исследования. Государственный природный национальный парк «Марий Чодра», что в переводе означает «марийский лес» (рис. 2), организован 01.12.1985. Динамика 266 пожаров приведена в [2] за 1982–2009 гг. И назван он так не случайно – вся территория покрыта прекрасными сосновыми борами и хвойно-широколиственными лесами. Парк находится на юго-востоке Республики Марий Эл.

Исходные данные. Из журнала регистрации за период 1982–2011 гг. были выписаны значения параметров. Лето 2010 г. является резонансно аномальным по лесным пожарам, поэтому в данной статье не рассматривается. По наибольшему количеству лесных пожаров выбрали 2002 г. (табл. 1). А по 2010 году нужен отельный анализ.

Таблица 1

Динамика лесных пожаров НП «Марий Чодра»

Дата пожара

2002 г.

Время τс от солнцестояния 21.03, сутки

Склонение δ оси Земли к Солнцу, о

Число Вольфа V солнечной активности

26.04

36

13.62

101

28.04

38

14.27

71

29.04

39

14.59

87

11.05

51

18.04

138

11.05

51

18.04

138

02.06

73

22.30

129

02.06

73

22.30

129

08.06

79

22.93

127

12.06

83

23.21

75

19.06

90

23.44

79

01.07

102

23.05

58

01.07

102

23.05

58

06.07

107

22.59

75

09.07

110

22.24

64

22.07

123

20.03

91

09.08

141

15.36

73

09.08

141

15.36

73

18.08

150

12.45

179

30.08

162

8.10

97

31.08

163

7.72

106

31.08

163

7.72

106

03.09

166

6.57

147

08.09

171

4.61

124

По датам возникновения каждого события были выписаны параметры время τс от зимнего солнцестояния (начиная с 2 марта каждого года), склонение δ оси Земли, число Вольфа V активности Солнца.

Методика анализа. Указанные три фактора взаимно влияют друг на друга. Методика факторного анализа дана в брошюре [3].

В табл. 1 взаимное влияние факторов проявляется в моменты лесных пожаров. Заповедник обеспечивал быстрое тушение, площадь выгорания была мала, а период каждого пожара составлял менее суток.

Склонение земной оси. Значение склонения δ претерпевает сезонные изменения [4]. Земля движется по эллиптической орбите вокруг Солнца (рис. 2), из-за наклона оси вращения угол склонения принимает значения от 23.45° до –23.45°. Он становится равным нулю два раза в год, в дни весеннего и осеннего равноденствия [5]. Каждая точка на Земле, в том числе и лесная территория национального парка «Марий Чодра», совершает суточное движение.

Рис. 2. Обращение Земли вокруг Солнца [5]

Поэтому ровно половину суток парк будет на освещенной части земного шара, а вторую половину – на затененной.

Формула склонения относительно плоскости вокруг Солнца имеет вид

(1)

Активность Солнца. На cайте [6] имеется массив данных dayssnv0.dat. Из него брали суточные значения числа Вольфа.

Солнечные пятна и группы солнечных пятен (рис. 3) являются наиболее заметными и относительно долгоживущими элементами активных областей на Солнце [7].

Рис. 3. Солнечные пятна [7]

Группа пятен может существовать от нескольких часов до нескольких месяцев. Ее развитие начинается с появления пор, из которых в дальнейшем возникают пятна. За несколько дней возрастают их площадь и магнитное поле. Группа вытянута параллельно экватору или под небольшим углом к нему. Ведущее пятно располагается ближе к экватору. Спустя 2–3 недели группа достигает максимума развития и начинает разрушаться.

Таким образом, солнечное пятно являются долговременным фактором, но в статье мы рассматриваем активность пятен только в день возникновения лесного пожара.

Результаты факторного анализа. Они приведены в табл. 2.

Таблица 2

Корреляционная матрица полного факторного анализа и рейтинг факторов 2002 г.

Влияющие факторы (параметры x)

Зависимые факторы (показатели y)

Сумма ΣR

Место параметра

τс

δ

V

Время τс от солнцестояния 21.03, сутки

0,9998

1

0,9633

2,9631

1

Склонение δ оси Земли, град

1

1,0000

0,9402

2,9402

2

Число Вольфа V активности Солнца

0,9155

0,9356

0,9998

2,8509

3

Сумма коэффициентов корреляции ΣR

2,9153

2,9356

2,9033

8,7542

Место показателя

2

1

3

0,9727

Коэффициент функциональной связности (в более широком биотехническом смысле – коррелятивной вариации) трех факторов равен 8,7542/32 = 0,9727. Коррелятивная вариация (термин по Ч. Дарвину) очень высокая. Среди влияющих факторов первое место заняло время от зимнего солнцестояния. Второе место – склонение Земли, а на третье – число Вольфа. Среди зависимых факторов первым стало склонение Солнца, вторым – время от 21.03, а третьим активность Солнца. В итоге параметры Земли первичны.

Ранговые распределения. Они позволяют оценить добротность исходных данных по ряду рангового распределения значений каждого из учтенных факторов.

Время τс от весеннего солнцестояния до дат лесных пожаров 2002 г., после идентификации устойчивых законов (см. в Интернет «биотехнический закон») от ранга r = 0, 1, 2, 3, ...,, изменяется (рис. 4) с очень высоким коэффициентом 0,9998 корреляции:

(2)

Рис. 4. Ранговое распределение времени возникновения лесных пожаров в 2002 г. на НП «Марий Чодра» с началом отсчета от солнцестояния 21.03.2002

Склонение δ оси Земли к оси Солнцу определилась (рис. 5) так:

(3)

Рис. 5. График рангового распределения склонения оси Земли относительно Солнца по лесных пожаров 2002 г.

Суточное число Вольфа V активности Солнца (рис. 6) изменяется по формуле

(4)

Рис. 6. График рангового распределения числа Вольфа по дням возникновения лесных пожаров в 2002 г.

По данным [8] период вращения ядра Солнца равен 22,14 года, то есть двум циклам солнечной активности примерно в 11,07 лет. При этом солнечные пятна один оборот вокруг ядра Солнца совершают в среднем через 27,5 суток (24,5 суток на экваторе и 31,0 на полюсах нашего светила).

Бинарные отношения факторов. Без учета ранговых распределений получаем корреляционную матрицу (табл. 3) бинарных отношений между факторами.

Отношение δ = f(τс) дается функцией (1), а обратная формула получает вид

(5)

и показывает однозначное отношение τс = f(δ).

Тогда в табл. 3 остаются четыре биотехнические закономерности. Рассмотрим их по убыванию коэффициента корреляции.

Таблица 3

Матрица бинарных отношений

Влияющие факторы (параметры x)

Показатели y

τс

δ

V

Время τс, сутки

 

1

0,9633

Склонение δ, град

1

 

0,9402

Число Вольфа V

0,9155

0,9356

 

Динамика чисел Вольфа. На дату возникновения лесных пожаров в 2002 г. на конкретной точке территории Земли солнечная активность изменялась (рис. 7) по модели

(6)

Рис. 7. График динамики числа Вольфа активности Солнца по дням возникновения лесных пожаров в 2002 году на территории НП «Марий Чодра»

По остаткам от модели (6) были получены еще 9 волновых составляющих в виде вейвлет-сигналов. Высокая теснота связи показывает, что активность Солнца по количеству солнечных пятен вероятно определяет череду лесных пожаров в точке суши Земли.

Влияние склонения на числа Вольфа. Измерение солнечных пятен и расчет чисел Вольфа происходит с поверхности Земли.

При этом людям кажется, что Солнце движется вокруг Земли.

Такой же смысл имеет формула (рис. 8) закономерности

(7)

Рис. 8. График влияния склонения на число Вольфа активности Солнца по дням возникновения лесных пожаров в 2002 г. на НП «Марий Чодра»

По мере приближения угла склонения к 23,45° наблюдается сильное волнение в измеренных значениях активности Солнца. По остаткам от (7) наблюдается даже тремор.

Число Вольфа на склонение Земли. Размеры Солнца по сравнению с Землей огромны, на колебательное возмущение угла склонения Земли оказывает активность звезды (рис. 9).

Рис. 9. График влияния числа Вольфа на склонение оси Земли по датам лесных пожаров на НП «Марий Чодра»

Идентификацией устойчивых закономерностей получена формула

(8)

Анализ закономерностей по амплитудно-частотной хаpaктеристике не проводим.

Влияние числа Вольфа на сезон лесных пожаров. По сути (рис. 10) модель показывает хаpaктер возникновения лесных пожаров в рассматриваемой точке суши земного шара:

(9)

Рис. 10. График влияния числа Вольфа на продолжительность сезона возникновения лесных пожаров по данным 2002 г. на территории НП «Марий Чодра»

Тренд, или первая составляющая (9) по закону экспоненциального роста, показывает, что с увеличением активности Солнца время (период лесных пожаров) от весеннего солнцестояния нарастает.

По остаткам были получены три колебания (по данным в начале графика на рис. 10), поэтому ось абсцисс по значениям числа Вольфа можно условно разделить на три части:

а) в интервале чисел Вольфа солнечной активности V < 80 наблюдаются относительно меньшие возмущения по времени возникновения лесных пожаров;

б) наиболее опасен интервал числа Вольфа 80 ≤ V ≤ 170, но размах колебания во многом зависит от поведения людей;

в) при условии V > 170 колебания времени возникновения лесных пожаров затухают по амплитуде, но при этом сезон лесных пожаров значимо возрастает на срок более 180 суток и даже переходит в отрицательное склонение оси Земли к Солнцу после даты 21.09.

Выводы

Леса являются ядром биосферы Земли и поэтому в них пожары возникали давно, сотни миллионов лет назад. Поэтому леса за сотни миллионов лет эволюции адаптировались к медленно изменяющимся климатическим условиям, во многом зависящим от активности пятен на Солнца или от чисел Вольфа.

Все виды лесных деревьев живут по годичным циклам вращения Земли вокруг звезды. Их вегетационный период на северном полушарии Земли начинается после весеннего солнцестояния, то есть после 21 марта. С этого момента нарастает положительный угол склонения оси Земли относительно плоскости вращения Солнца и планет вокруг него. При этом начинает возрастать температура нагрева у лесных горючих материалов, а равновесная с воздушной средой влажность их снижается.

Диссонанс между температурой и влажностью из года в год нарастает из-за оголения лесных территорий рубками деревьев, а также долго заживающими крупными по площади ранами от прошлых лесных пожаров и рубки лесных деревьев. Лесные массивы ныне перестают формировать под собой менее пожароопасный микроклимат, тем самым перестают функционировать как климатический демпфер и даже не защищают себя.

Приведенные высокоадекватные биотехнические закономерности, с составляющими колебательного возмущения бинарных отношений между тремя факторами (время τc от зимнего солнцестояния с 21 марта каждого года, склонение δ оси Земли, число Вольфа V активности Солнца), позволяют выделить естественное влияние склонения и солнечной активности на динамику распределения лесных пожаров. После этого появляется возможность рассмотрения и статистического моделирования антропогенного влияния на динамику нарастания численности и общей площади лесных пожаров.



ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕБЛАГОПРИЯТНОЙ ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ МИГРАНТОВ-РЕПАТРИАНТОВ

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕБЛАГОПРИЯТНОЙ ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ МИГРАНТОВ-РЕПАТРИАНТОВ На здоровье населения особое влияние оказывают экологические, гигиенические, социально-медицинские причины. В работе была реализована специально созданные социологические карты. Результаты социологического исследования показали, что к причинам, сильно влияющим на здоровье мигрантов-репатриантов относятся экологически нeблагоприятные условия окружающей среды. Заболеваемость мигрантов-репатриантов, проживающих в высокой степени опасности экологически наблагоприятных районах достигает от 2227,9 до 3010,9 ‰. Этот показатель указывает на значительное повышение показателей мигрантов, проживающих районах, где экологическая обстановка средняя, низкая и неопасная .Между загрязнением атмосферного воздуха и почвы и патологиями иммунной системы, минерализацией воды и заболеваниями мочепoлoвoй системы, загрязнением атмосферного воздуха и патологиями дыхательных путей есть прямая и в высокой степени связь. ...

30 06 2026 13:19:57

Иммунная система и сердечная недостаточность

Иммунная система и сердечная недостаточность Статья в формате PDF 115 KB...

29 06 2026 6:18:29

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАЗВИТИЯ ПЕРСОНАЛА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАЗВИТИЯ ПЕРСОНАЛА Статья в формате PDF 334 KB...

26 06 2026 14:35:52

БОЛЕЗНИ ПЕРВИЧНОГО ИММУНОДЕФИЦИТА У ВЗРОСЛЫХ

БОЛЕЗНИ ПЕРВИЧНОГО ИММУНОДЕФИЦИТА У ВЗРОСЛЫХ Статья в формате PDF 98 KB...

23 06 2026 7:30:32

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ У ЧЕЛОВЕКА

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ У ЧЕЛОВЕКА Статья в формате PDF 295 KB...

21 06 2026 16:43:31

СОЗДАНИЕ КАРТЫ ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Г. ЯКУТСКА

СОЗДАНИЕ КАРТЫ ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Г. ЯКУТСКА Статья в формате PDF 1557 KB...

19 06 2026 23:21:27

ПРАКТИКУМ ПО ТАКСАЦИИ

ПРАКТИКУМ ПО ТАКСАЦИИ Статья в формате PDF 125 KB...

13 06 2026 1:17:45

ПЕРСПЕКТИВЫ ИНЕРЦИОННОГО ОБМОЛОТА

Статья в формате PDF 94 KB...

12 06 2026 18:11:33

ЭКОЛОГИЯ СИБИРСКОГО РЕГИОНА: К ИСТОРИИ ПРОБЛЕМЫ

ЭКОЛОГИЯ СИБИРСКОГО РЕГИОНА: К ИСТОРИИ ПРОБЛЕМЫ Статья в формате PDF 179 KB...

08 06 2026 9:57:57

ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ГИДРОСФЕРУ ЗЕМЛИ

ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ГИДРОСФЕРУ ЗЕМЛИ Статья в формате PDF 86 KB...

04 06 2026 5:16:19

«ВЕЛИКАЯ ДЕПРЕССИЯ» – СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД

«ВЕЛИКАЯ ДЕПРЕССИЯ» – СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД Статья в формате PDF 268 KB...

02 06 2026 15:33:59

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ В&#8239;ЖЕНСКОМ И&#8239;МУЖСКОМ ТИПАХ РЕЧИ: КОНТРАСТИВНЫЙ АНАЛИЗ

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ В&#8239;ЖЕНСКОМ И&#8239;МУЖСКОМ ТИПАХ РЕЧИ: КОНТРАСТИВНЫЙ АНАЛИЗ Цель работы состоит в том, чтобы выявить отличия в организации и употрeблении сравнительных конструкций в речи женщин и мужчин, тем самым определив, как глубинные знания о мире отражаются в «женском» и «мужском» вариантах национального языка. Основным методологическим принципом работы является положение о взаимосвязи языка, человека и его речемыслительной деятельности. ...

01 06 2026 18:17:53

МИНДАЛЕВИДНЫЙ КОМПЛЕКСЯДЕРНО-ПАЛЕОКОРТИКАЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ МОЗГА

МИНДАЛЕВИДНЫЙ КОМПЛЕКСЯДЕРНО-ПАЛЕОКОРТИКАЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ МОЗГА В статье излагаются положения новой концепции на субстрат миндалевидного комплекса, предлагающей рассматривать эту структуру лимбической системы как ядерно-палеокортикальный компонент мозга. ...

31 05 2026 19:27:32

КОГНИТИВНЫЕ И&#8239;ЛИНГВОКУЛЬТУРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНЦЕПТОВ ЭПИЧЕСКОГО ФОЛЬКЛОРА

КОГНИТИВНЫЕ И&#8239;ЛИНГВОКУЛЬТУРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНЦЕПТОВ ЭПИЧЕСКОГО ФОЛЬКЛОРА Современный этап развития мирового и отечественного языкознания хаpaктеризуется антропоцентрической направленностью лингвистических исследований. Антропоцентризм является одним из фундаментальных свойств человеческого языка, так как взаимосвязь и взаимообусловленность языка и человека очевидна и не может вызывать никаких сомнений. «Идею антропоцентричности языка в настоящее время можно считать общепризнанной: для многих языковых построений представление о человеке выступает в качестве естественной точки отсчета» [1, 5]. Антропоцентрический подход в изучении языка или антропоцентрическая парадигма предполагает анализ человека в языке и языка в человеке. В.А. Маслова пишет, что «…антропоцентрическая парадигма выводит на первое место человека, а язык считается конституирующий хаpaктеристикой человека, его важнейшей составляющей. Человеческий интеллект, как и сам человек, немыслим вне языка и языковой способности как способности к порождению и восприятию речи. Если бы язык не вторгался во все мыслительные процессы, если бы он не был способен создавать новые ментальные прострaнcтва, то человек не вышел бы за рамки непосредственно наблюдаемого. Текст, создаваемый человеком, отражает движении человеческой мысли, строит возможные миры, запечатлевая в себе динамику мысли и способы ее представления с помощью средств языка» [1, 8]. ...

23 05 2026 2:21:10

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::