Науката за управление на пожарите: глобална перспектива

Огънят, стихийна сила, която е оформяла ландшафти и екосистеми в продължение на хилядолетия, е както разрушителен агент, така и жизненоважен екологичен процес. За човешките общества управлението на огъня се превръща във все по-сложно предизвикателство, особено в условията на изменение на климата, разширяване на човешките селища в зоните на контакт между дивата природа и градската среда и нарастващото признаване на ролята на огъня за екологичното здраве. Тази публикация се задълбочава в науката за управление на пожарите, като предлага глобална перспектива за нейните принципи, практики и иновативни подходи, които оформят бъдещето ѝ.

Разбиране на пожарния триъгълник и поведението на пожара

В основата си управлението на пожари се опира на разбирането на фундаменталните принципи на горенето. Класическият „пожарен триъгълник“ илюстрира трите основни компонента, необходими за възникване на пожар: гориво, кислород и източник на запалване. Премахването на който и да е от тях ще потуши пожара. Въпреки това, прогнозирането и управлението на горските пожари изисква много по-нюансирано разбиране на поведението на пожара – как се разпространява, неговата интензивност и въздействие.

Няколко фактора определят поведението на пожара:

• Гориво: Видът, количеството, съдържанието на влага и разположението на горимите материали (трева, храсти, дървета, мъртва органична материя) са от решаващо значение. Фините горива като суха трева се запалват и разпространяват огъня бързо, докато по-тежките горива като трупи горят по-дълго и по-горещо. Влажността на горивото е от първостепенно значение; по-влажните горива се запалват по-трудно и поддържат горенето по-трудно.
• Метеорологични условия: Вятърът е значителен фактор, който осигурява кислород и изтласква пламъците напред, увеличавайки скоростта на разпространение и интензивността. Високите температури предварително нагряват горивата, което ги прави по-податливи на запалване. Ниската влажност също изсушава горивата, ускорявайки развитието на пожара.
• Топография: Пожарите се разпространяват много по-бързо нагоре по склона, отколкото надолу, защото пламъците предварително нагряват горивата над тях. Стръмните склонове също допринасят за по-силни конвективни течения, които усилват пожара. Изложението (посоката, към която е обърнат склонът) влияе върху влажността на горивото и температурата, което се отразява на поведението на пожара.

Разбирането на тези взаимодействия позволява на мениджърите по пожарна безопасност да предвидят къде и как може да се разпространи пожарът, което им дава възможност да разположат ефективно ресурсите и да приложат стратегии за смекчаване на последиците.

Екологичната роля на огъня

За много екосистеми по света огънят не е аномалия, а естествена и съществена част от техния цикъл. Коренните народи отдавна разбират и използват огъня за управление на ландшафта, като влияят върху структурата на растителността, насърчават биоразнообразието и контролират натрупването на гориво. Тази практика, често наричана културно изгаряне или традиционно екологично знание (TEK), предлага безценни прозрения за съвременното управление на пожарите.

В екосистеми като саваните в Африка, австралийските храстови зони или иглолистните гори на Северна Америка, редовните пожари с ниска интензивност предотвратяват натрупването на гъст подлес, което може да доведе до катастрофални горски пожари с висока интензивност. Огънят може да:

• Насърчава покълването на семената: Много растителни видове имат семена, които изискват скарификация от огън (излагане на топлина или дим), за да се прекъсне състоянието им на покой.
• Кръговрат на хранителните вещества: Пепелта връща основни хранителни вещества в почвата, подпомагайки новия растеж.
• Управление на растителността: Огънят може да изчисти гъсти храсти, отваряйки ландшафта и позволявайки на светлината да достигне до горската почва, което е от полза за различни растителни съобщества.
• Контролира болести и вредители: Високите температури могат да убият патогени и насекоми, които заплашват растителността.

Въпреки това, увеличаването на запалванията, причинени от човека, променените метеорологични модели поради изменението на климата и потискането на естествените режими на пожари са нарушили тези екологични баланси. Това е довело до „претоварване с гориво“ в много райони, което прави пожарите по-тежки и по-трудни за контролиране, когато възникнат.

Съвременни стратегии за управление на пожарите

Ефективното управление на пожари е многостранна дисциплина, която използва редица стратегии – от превенция и готовност до потушаване и възстановяване след пожар.

1. Управление на горивната маса

Това е крайъгълен камък на проактивното управление на пожари. То включва намаляване на количеството и непрекъснатостта на запалимата растителност, за да се намали рискът от големи, интензивни пожари.

• Контролирано изгаряне: Това включва умишлено палене на огън при внимателно контролирани условия. Целта е да се премахне излишното гориво, да се имитират естествените режими на пожари и да се постигнат специфични цели за управление на земята (напр. насърчаване на местообитания за определени видове, намаляване на риска от горски пожари). Контролираното изгаряне изисква подробно планиране, като се вземат предвид метеорологичните условия, натрупаното гориво, персоналът и безопасността. Примерите включват използването на контролирани пожари в югоизточната част на САЩ за поддържане на борови гори и в австралийските савани за управление на горивната маса и предотвратяване на по-големи горски пожари.
• Механично намаляване на горивната маса: Това включва използването на машини за премахване или намаляване на растителността. Техниките включват прореждане на дървета, косене на треви и раздробяване на храсти. Този метод често се използва в зоните на контакт между дивата природа и градската среда (WUI), където рискът от разпространение на пожар в населени места е най-висок.
• Паша: В някои ландшафти управляваната паша на добитък може да помогне за намаляване на фините горива, особено треви и храсти, като по този начин се намалява интензивността на пожара.

2. Превенция на пожари

Предотвратяването на запалвания, причинени от човека, е от решаващо значение. Това включва:

• Образователни и информационни кампании за обществеността: Информиране на обществеността за рисковете от пожари, свързани с лагерни огньове, изхвърлени цигари и оборудване на открито.
• Регламенти и ограничения: Въвеждане на забрани за палене на огън по време на периоди с висок риск, ограничаване на определени дейности в пожароопасни райони и прилагане на разпоредби за използване на оборудване.
• Управление на инфраструктурата: Почистване на растителността около електропроводи, за да се предотвратят искри, които биха могли да предизвикат пожари.

3. Откриване и наблюдение на пожари

Ранното откриване е ключът към бърза реакция и овладяване. Съвременното откриване на пожари използва:

• Наблюдателни кули: Традиционен, но все още ефективен метод за визуално наблюдение.
• Наземни патрули: Пожарникари, които активно наблюдават райони с висок риск.
• Въздушни патрули: Самолети, осигуряващи разузнаване.
• Сателитни изображения и дистанционно наблюдение: Усъвършенствани технологии, които могат да откриват топлинни сигнатури и димни стълбове, дори в отдалечени райони. Тези системи, използващи данни от сателити като GOES (Геостационарен оперативен екологичен сателит) и MODIS (Спектрорадиометър за изображения с умерена резолюция), предоставят информация в реално време за ситуационна осведоменост.
• Автоматизирани системи за откриване: Мрежи от сензори, които могат да открият дим или бързи промени в температурата.

4. Потушаване на пожари

Когато възникне пожар, стратегиите за потушаване имат за цел да го загасят възможно най-бързо и безопасно. Това включва координирани усилия, използващи:

• Наземни екипи: Пожарникари, които пеша използват ръчни инструменти и маркучи, за да създадат просеки и директно да атакуват огъня.
• Въздушно пожарогасене: Хеликоптери и самолети, които хвърлят вода или огнезащитни вещества, за да забавят разпространението на пожара и да охладят периметъра му.
• Тежка техника: Булдозери и багери, използвани за създаване на ограничителни линии чрез разчистване на растителността.
• Стратегически просеки: Създаване на бариери от разчистена земя за предотвратяване на разпространението на пожара.

Изборът на тактика за потушаване зависи силно от поведението на пожара, терена, наличните ресурси и общите цели на управление. Понякога, особено в отдалечени диви райони, се прилага стратегия на „наблюдение и управление“, която позволява на естествените пожари да горят, ако представляват минимална заплаха за човешкия живот или имущество и допринасят за екологичните процеси.

5. Възстановяване и рехабилитация след пожар

След потушаването на пожара работата не е приключила. Усилията за рехабилитация се фокусират върху възстановяването на ландшафта и смекчаването на вторични въздействия като ерозия и наводнения.

• Контрол на ерозията: Използване на техники като мулчиране, засяване и инсталиране на съоръжения за контрол на ерозията за стабилизиране на опожарените почви.
• Рекултивация на растителността: Засаждане на местни видове, за да се подпомогне възстановяването на екосистемата.
• Защита на качеството на водата: Мерки за предотвратяване на навлизането на пепел и седименти във водните пътища.
• Наблюдение на възстановяването на екосистемата: Оценка на дългосрочното въздействие на пожара и последващите интервенции.

Глобални предизвикателства и иновации

Управлението на пожари е изправено пред значителни предизвикателства в световен мащаб:

• Изменение на климата: Повишаващите се глобални температури, продължителните суши и промените в моделите на валежите създават по-горещи и по-сухи условия, които изострят риска от пожари. Това води до по-дълги пожарни сезони и увеличава вероятността от екстремни пожарни събития. Например безпрецедентните горски пожари в Австралия през 2019-2020 г. и интензивните сезони на горски пожари в Калифорния и Сибир често се свързват с тези промени, обусловени от климата.
• Зона на контакт между дивата природа и градската среда (WUI): С разширяването на човешкото население в пожароопасни райони се увеличава рискът от опустошителни горски пожари, които застрашават живота и имуществото. Управлението на пожари в тези сложни среди изисква интегриране на планирането на земеползването, строителните норми и готовността на общността.
• Ограничения на ресурсите: Много държави, особено развиващите се, се борят с финансовите и технически ресурси, необходими за всеобхватни програми за управление на пожари, като разчитат силно на международно сътрудничество и изграждане на капацитет.
• Пропуски в данните и технологиите: Непоследователното събиране на данни, ограниченият достъп до усъвършенствани технологии за наблюдение и липсата на интегрирани информационни системи могат да попречат на ефективното вземане на решения.

Въпреки това иновациите стимулират напредъка в управлението на пожари:

• Усъвършенствано дистанционно наблюдение и ИИ: Интегрирането на изкуствен интелект (ИИ) със сателитни изображения, дронове и сензорни мрежи революционизира откриването, прогнозирането и реакцията при пожари. Алгоритмите на ИИ могат да анализират огромни набори от данни, за да предскажат поведението на пожара с по-голяма точност и да идентифицират зони с висок риск.
• Прогнозно моделиране: Усъвършенстваните модели за поведение на пожара, които често включват метеорологични данни в реално време и карти на горивната маса, стават все по-сложни, позволявайки на мениджърите да предвиждат разпространението на пожара и да планират съответно.
• Подобрени технологии за пожарогасене: Иновации в дизайна на самолетите, системите за подаване на вода, огнеустойчивите материали за екипировката на пожарникарите и комуникационните технологии повишават ефективността и безопасността на усилията за потушаване.
• Управление на пожари, базирано на общността: Овластяването на местните общности със знания, ресурси и правомощия за вземане на решения се признава за критично, особено в региони, където традиционните знания играят значителна роля. Това включва подкрепа за ръководени от общността инициативи за контролирано изгаряне и образователни програми.
• Международно сътрудничество: Споделянето на добри практики, изследвания и ресурси през границите е от жизненоважно значение. Организации като Глобалния център за мониторинг на пожарите (GFMC) и различни инициативи на ООН играят роля в насърчаването на това сътрудничество.

Бъдещето на управлението на пожари

Бъдещето на управлението на пожари се крие в проактивен, адаптивен и интегриран подход. Това означава преминаване от чисто реактивен модел на потушаване към такъв, който набляга на намаляването на риска и устойчивостта на екосистемите. Ключовите елементи ще включват:

• Засилена интеграция на TEK: Уважаване и интегриране на традиционните екологични знания със западните научни подходи към управлението на пожари. Това е от решаващо значение в региони, където коренните общности са управлявали ландшафти с огън в продължение на векове.
• Стратегии, съобразени с климата: Разработване на планове за управление на пожари, които изрично отчитат прогнозираните въздействия от изменението на климата, включително по-дълги пожарни сезони и повишена интензивност на пожарите.
• Фокус върху зоната на контакт между дивата природа и градската среда: Прилагане на по-строги строителни норми, насърчаване на „защитимо пространство“ около домовете и стимулиране на участието на общността в подготовката за пожари в зоните на WUI.
• Инвестиции в научноизследователска и развойна дейност: Продължаващи инвестиции в разбирането на динамиката на пожарите, разработването на нови технологии и оценката на ефективността на различните стратегии за управление.
• Политика и управление: Създаване на стабилни политически рамки, които подкрепят интегрираното управление на пожари, осигуряват адекватно финансиране и насърчават междуведомственото и международното сътрудничество.

Огънят винаги ще бъде част от природните системи на нашата планета. Като разбираме науката зад него и възприемаме иновативни, съвместни и холистични стратегии за управление, можем да смекчим разрушителния му потенциал, като същевременно използваме екологичните му ползи. Това изисква глобален ангажимент за учене, адаптиране и съвместна работа за управление на огъня за по-здравословно и по-устойчиво бъдеще.