Actual directions of scientific researches of the XXI century: theory and practiceActual directions of scientific researches of the XXI century: theory and practiceАктуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика2308-88773661510.34220/2308-8877-2020-8-1-48-52СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА И ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯMODERN FORESTRY TECHNOLOGIES AND FOREST EXPLOITATIONСОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА И ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯSTOCHASTIC ANALYSIS OF TEMPERATURE FLUCTUATIONS IN FORESTSСТОХАСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФЛУКТУАЦИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЛЕСАХЕвсиковаНаталья ЮрьевнаEvsikovaNatal'ya Yur'evnaЛисицынВ. И.LisitsynV. И.rc@icmail.ruТерехинаИ. В.TerekhinaI. V.ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»РоссияФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»Russian FederationВоронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. МорозоваРоссияVoronezh State Forestry Engineering University named after G.F. MorozovRussian Federation814852https://naukaru.ru/en/nauka/article/36615/view
При прогнозе лесных пожаров особое значение придается анализу изменений температуры воздуха. Наряду с такими данными, как выпадение осадков и скорость ветра, температура является базовым параметром для определения скорости высыхания горючих материалов и определения параметров угрозы возникновения пожаров (индекс Нестерова). При этом исследованиям закономерности изменения распределения вероятности величины флуктуации температуры в течение года не придается большого значения. В основном, исследования температуры носят описательный характер, оценки расходятся, а границы приводимых интервалов размыты. В работе предлагается по известным и регулярно измеряемым данным проанализировать характер распределения вероятности дневной флуктуации температуры в период с января по май. В результате анализа данных измерения температуры дня и вечера выяснилось, что распределение вероятности можно с достаточной степенью уверенности моделировать функцией Гаусса, параметры которой характеризуют особенности процессов, стимулируемых изменениями температуры в стволах древесных растений. Кроме того, выяснилось, что наиболее вероятная величина флуктуации неуклонно увеличивается с января по март. Известно, что именно в марте происходит интенсивное сокодвижение в отсутствие токов транспирации. Поэтому можно с достаточной уверенностью полагать, что в это время восходящие токи в стволах деревьев являются термостимулированными.
When forecasting forest fires, particular importance is attached to the analysis of air temperature changes. Along with data such as precipitation and wind speed, temperature is a basic parameter for determining the drying rate of combustible materials and determining the parameters of the threat of fires (Nesterov index). At the same time, little importance is attached to studies of the patterns of changes in the probability distribution of the temperature fluctuations magnitude during the year. Temperature studies are descriptive, as a rule, estimates diverge, and the boundaries of the given intervals are blurred. The paper has analyzed the nature of the probability distribution of daily temperature fluctuations in the period from January to May. The analysis is based on known and regularly measured data. The results of the analysis of the data of measurements of the temperature of the day and evening showed that the probability distribution can be modeled by the Gaussian function with a sufficient degree of certainty. The parameters of Gaussian function characterize the features of the processes stimulated by temperature changes in the trunks of woody plants. In addition, it turned out that the most likely value of fluctuations is steadily increasing from January to March. It is known that in March intense sap flow occurs in the absence of transpiration currents. Therefore, we can confidently assume that at this time the upward currents in the tree trunks are thermally stimulated.
ВВЕДЕНИЕВ системах прогноза возникновения пожаров [1, 2] чаще всего анализируются данные измерений температуры воздуха. Например, в канадской системе прогнозирования пожаров (FWI) температура воздуха в период с 12.00 до 13.00 часов дня учитывается наравне с длительностью периода отсутствия дождей, относительной влажностью воздуха и скоростью ветра на открытых местах на высоте 10 м. В американской национальной системе оценки опасности пожаров (ранее NFDRS–72, позднее NFDRS–78) анализируют время высыхания также по метеоданным, в которые входит температура воздуха. В российских системах прогноз полностью основывают на измерениях температуры окружающей среды (система Нестерова) или моделируют процесс высыхания слоя горючих материалов на подстилающей поверхности, добавляя к тем же метеоданным оценку антропогенного фактора и действия сухих гроз [5, 6]. Анализ литературных источников позволяет уверенно предполагать, что флуктуации температуры окружающей среды имеют практически основополагающее значение для систем прогноза катастрофических ситуаций [10]. При этом стохастических моделей распределения флуктуаций температуры в течение года имеется очень мало, и они носят скорее фундаментальный, чем практический характер. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯОбосновать фундаментальную концепцию для формализованной стохастической модели распределения средней разности температур дня и ночи, которая могла бы послужить основой для разработки методов прогноза состояния древесных массивов или слоев горючих материалов в течение года.
Morvan, D. Modeling of fire spread through a forest fuel bed using a multiphase formulation / D. Morvan, J. L. Dupuy // Combustion and Flame. - 2001. - Vol. 127. - Iss. 1-2. - P. 1981-1994. DOI:10.1016/S0010-2180(01)00302-9Morvan, D. Modeling of fire spread through a forest fuel bed using a multiphase formulation / D. Morvan, J. L. Dupuy // Combustion and Flame. - 2001. - Vol. 127. - Iss. 1-2. - P. 1981-1994. DOI:10.1016/S0010-2180(01)00302-9Martell, D.L. A Markov Chain Model of Day to Day Changes in the Canadian Forest Fire Weather Index / David L. Martell // International Journal of Wildland Fire. - 1999. - № 9(4). - P. 265-273. URL: http://dx.doi.org/10.1071/WF00020Martell, D.L. A Markov Chain Model of Day to Day Changes in the Canadian Forest Fire Weather Index / David L. Martell // International Journal of Wildland Fire. - 1999. - № 9(4). - P. 265-273. URL: http://dx.doi.org/10.1071/WF00020Gismeteo. - 2020. Дата обновления: 19.01.2020. URL: https://www.gismeteo.ru/diary/5026/ (дата обращения: 19.01.2020).Gismeteo. - 2020. Data obnovleniya: 19.01.2020. URL: https://www.gismeteo.ru/diary/5026/ (data obrascheniya: 19.01.2020).Веретенников, А. В. Физиология растений: учебник / А.В. Веретенников. - 2-е изд., перераб. - Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2002. - 272 с.Veretennikov, A. V. Fiziologiya rasteniy: uchebnik / A.V. Veretennikov. - 2-e izd., pererab. - Voronezh: Voronezh. gos. lesotehn. akad., 2002. - 272 s.Гришин, А.М. Моделирование и прогноз экологических катастроф / А.М. Гришин // Экологические системы и приборы. - 2001. - №2. - С. 12-21.Grishin, A.M. Modelirovanie i prognoz ekologicheskih katastrof / A.M. Grishin // Ekologicheskie sistemy i pribory. - 2001. - №2. - S. 12-21.Ильина, В.Н. Некоторые причины и итоги лесных пожаров на территории Европейской части Российской Федерации в 2010 году / В.Н. Ильина // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. - 2012. - Т. 21. - № 2. - С. 175-183.Il'ina, V.N. Nekotorye prichiny i itogi lesnyh pozharov na territorii Evropeyskoy chasti Rossiyskoy Federacii v 2010 godu / V.N. Il'ina // Samarskaya Luka: problemy regional'noy i global'noy ekologii. - 2012. - T. 21. - № 2. - S. 175-183.Сканирование электрического поля в стволах древесных растений как метод выявления жизненного состояния / Н. Ю. Евсикова, Н. Н. Матвеев, О. М. Корчагин, Н. С. Камалова, В. Ю. Заплетин // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2008. - № 6. - С. 43-49.Skanirovanie elektricheskogo polya v stvolah drevesnyh rasteniy kak metod vyyavleniya zhiznennogo sostoyaniya / N. Yu. Evsikova, N. N. Matveev, O. M. Korchagin, N. S. Kamalova, V. Yu. Zapletin // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Lesnoy zhurnal. - 2008. - № 6. - S. 43-49.Саушкин, В.В. Оценка жизненного состояния лесных массивов цифровыми методами / В.В. Саушкин, Н.С. Камалова, И.Д. Евсиков //Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2017. - Т. 5. - № 1(27). - С. 249-252.Saushkin, V.V. Ocenka zhiznennogo sostoyaniya lesnyh massivov cifrovymi metodami / V.V. Saushkin, N.S. Kamalova, I.D. Evsikov //Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika. - 2017. - T. 5. - № 1(27). - S. 249-252.Термополяризационные свойства почвы и древесины в прогнозировании лесных пожаров / В.И. Лисицын, Н.С. Камалова, Н.Ю. Евсикова, А.Н. Черников // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2016. - № 5. - Ч.1(25-1). - С. 88-94.Termopolyarizacionnye svoystva pochvy i drevesiny v prognozirovanii lesnyh pozharov / V.I. Lisicyn, N.S. Kamalova, N.Yu. Evsikova, A.N. Chernikov // Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika. - 2016. - № 5. - Ch.1(25-1). - S. 88-94.Софронова, Т. М. Оценка пожарной опасности по условиям погоды в горных лесах Южного Прибайкалья / Т.М. Софронова, А.В. Волокитина, М.А. Софронов // География и природные ресурсы. - 2008. - № 2. - С. 74-80.Sofronova, T. M. Ocenka pozharnoy opasnosti po usloviyam pogody v gornyh lesah Yuzhnogo Pribaykal'ya / T.M. Sofronova, A.V. Volokitina, M.A. Sofronov // Geografiya i prirodnye resursy. - 2008. - № 2. - S. 74-80.