Консултантът Атанас Кръстанов: В България почти не се използват съвременни технологии и инструменти за мониторинг на горите

В България почти не се използват съвременни  технологии и инструменти за мониторинг на горите, коментира в анализ за научната платформа за климата climateka.bg Атанас Кръстанов, консултант към Столична община по въпроси, свързани със защита от бедствия и разработване на редица документи като планове за защита от природни и индустриални бедствия.

Tой е завършил теоретична физика – специалност “Физика на твърдото тяло” в Софийския университет „Св. Климент Охридски“. Занимавал се е с научни и практически въпроси на приложения за позитронна анихилация и микроелектроника. Работил е в Комитета по използване на атомната енергия за мирни цели (понастоящем Агенция за ядрено регулиране). Има издадени книги и технически документи в тази област, като работи активно по международни проекти, свързани с изменението на климата и създаване и прилагане на различни платформи за оценка и ранно предупреждение за възникване на отделни и каскадни бедствия. 

За съжаление, в България почти не се използват съвременни цифрови инструменти за мониторинг на горите, съчетаващ мощна технология за дистанционно наблюдение с големи бази данни и изкуствен интелект. Софтуерът не само позволява проверка на вида растителност в горите, но предоставя точни текущи метеорологични данни, 14-дневни прогнози и исторически анализи на времето, температурни аномалии в горската повърхност с последващо предупреждение за опасност. Въпреки това е възможно да се създадат платформи, които дават реалистична теренна информация, данни и прогнози за промяна на времето, възникване и разпространение на буреносни облаци, опасни зони за възникване и разпространение на пожари. В тези платформи може да се покажат горски пътища и пътеки, вид растителност и пожарен индекс, места за съсредоточаване на противопожарна екипировка и материали – идеята е, че трансконтинентален пренос на дим от горските пожари може да предизвика значителни проблеми за здравето и качеството на въздуха на големи разстояния. Димът от пожарите съдържа опасни вещества и частици, които могат да имат неблагоприятен ефект върху дихателната система на хората и да допринесат за замърсяването на въздуха в различни региони.

Климатичните промени, горските пожари, трансконтиненталният пренос на дим са тясно свързани явления, които оказват сериозно влияние върху околната среда и обществото. Промяната на климата допринася за увеличаване на честотата и интензивността на горските пожари, като по-високите температури и промените в режимите на валежите увеличават риска от запалване и разпространение на пожарите. Екстремните метеорологични условия, обусловени от климатичните промени, създават подходящи условия за по-големи и по-продължителни пожари. Честотата и интензивността на горските пожари се очаква да се увеличат с изменението на климата. Човешката дейност, която не отчита реалната обстановка – високите температури, изсушаване на растителността, продължително засушаване, също може да доведе до възникване на неконтролируеми пожари. Разгледани са видовете горски пожари, причините за тяхното възникване и техните последици върху здравето на гражданите и околната среда. Дискутира се и важността на въпросите за картиране на опасностите от пожари и прилагане на превантивни мерки за борба с пожарите. 

Европа е най-бързо затоплящият се континент на Земята, а според данните 2022 г. е втората най-топла година за Европа, като миналогодишният летен сезон се оказа един от най-горещите в Западна Европа. За някои страни като Испания, Италия и Франция 2022 г. е била и най-топлата година в цялата им метеорологична история. По данни на Европейска информационна система за горски пожари (EFFIS) във Франция, пожарите са 6 пъти повече от средните стойности за периода 2006 – 2021 г. 

Нови рекорди бяха поставени в средата на 2023 г. Учените са почти единодушни, че юли 2023 г. ще бъде най-горещият месец на Земята от около 120 000 години (Copernicus Climate Change Service (C3S).

Първите три седмици на месеца са били най-топлият триседмичен период в историята. През първата и третата седмица температурите също временно надхвърлиха прага от 1,5°C над прединдустриалното ниво – граница, определена в Парижкото споразумение. 

Принос за изключително топлия юли бяха необичайно високите температури на океанската повърхност, които съвпаднаха с развитието на условията на Ел Ниньо, а това е период на по-топли от средните температури на океанската повърхност в Тихи океан. В същото време Северният Атлантически океан също повиши своята повърхностна температура и тя достигна до рекордни стойности.

През юли 2023 г. бяха отчетени и рекордни продължителни горещи вълни в голяма част от територията на Северна Америка, Азия и Европа, които съвпаднаха с опустошителните горски пожари, предизвикани от горещините в Южна Европа и в Канада. България също не беше пощадена от топлинните вълни. Според изявление на метеорологичната агенция на ООН, горещините оказаха голямо въздействие върху здравето на хората, околната среда и икономиките. 

Учените с голяма увереност заявяват, че промяната на климата и затоплянето на планетата се дължи до голяма степен и на антропогенни фактори, главно поради изгарянето на изкопаеми горива. Свидетели сме, че след продължителните горещи дни следват опустошителни горски пожари, гръмотевични бури с градушка и наводнения, които излагат много хора на риск.

В допълнение на всички гореспоменатите фактори, тази година горещият въздух от Африка подпомогна рекордни температури от 39 – 42 °C за продължителен период от време и на Балканския полуостров. А горещите вълни са един от факторите, отговорни за увеличението на горските пожари това лято.

Само през последните дни Главна дирекция “Пожарна безопасност и защита на населението” съобщава за 186 сигнала за възникнали пожари.

20 юли – магистрала Тракия е обвита в непрогледен и задушлив дим от развил се полски пожар от двете страни на магистралата. Съобщенията за разразили се пожари на територията на България стават ежедневие
23 юли – голям пожар тръгва в гората около Гребния канал в Пловдив.
23 юли – пожар в Бухово, който в рамките на деня е овладян.
25 юли – запали се иглолистна гора в труднодостъпна местност над Сапарева баня в Рила. 

Какво се случва в Гърция до момента?

В съседна Гърция са възникнали повече от 64 пожара за едно денонощие (24.07.2023 г.). На остров Родос 7 дни бушува един от най-унищожителните пожари. По предварителни данни близо 30 000 души са евакуирани чрез фериботи и самолети, включително 2000 души са изведени директно от плажовете. Повечето от тях не са взели никакви вещи и документи със себе си. Властите наредиха спешна евакуация на повече от шест населени места и няколко морски курорта. Горещата вълна в Гърция доведе до температури над 40 °C. Силните ветрове възпрепятстваха усилията за гасене на пожари. Пожарът на остров Родос е нанесъл щети на вътрешен природен резерват. На остров Корфу възникват нови пожари. Използват се самолети и хеликоптери за борба с огнената стихия, а седем села бяха евакуирани. 

Министерството на климатичните промени и гражданската защита на Гърция заявява, че това е най-голямата евакуация заради пожар, случвала се в страната. На помощ на властите работят международни екипи от Румъния, Словения, Полша, Великобритания, Италия, Турция. България също изпрати екип от 50 пожарникари и 15 единици специализирана техника и оборудване. 

Какви са най-честите причини за появата на пожари?

За предотвратяване на възникването на горски пожари, освен климатичните промени, които дават огромна предпоставка за възникване на пожари, хората също могат да допринесат да не се допусне запалване на горски и полски масиви. Установено е, че над 95% от всички горски пожари през последните 30 години са причинени от човешка дейност – небрежност, подценяване на обстановката, почистване и палене на отпадъци, запалване на стърнища, нерегламентирани сметища до горски масиви, изхвърляне на фасове от движещ се автомобил, умишлени палежи, за почистване на ливади, пасища и селскостопански земи, палене на огън в горски масиви, изхвърлени стъклени бутилки в природата. Средногодишно едва 4% от пожарите в горските територии са възникнали от естествени причини. От графиката по-долу се вижда, че освен небрежност при боравене с огъня, основна причина е и късо съединение. Това важи особено при градските пожари.

Пожар с материални загуби разпределени по причини за възникване 2022 г. Изпозлвани са данни от: www.mvr.bg 

При горещо и сухо време огромни пожари в гората могат да възникнат по различни причини – от мълния, от небрежност при палене на огън от туристи, почистване на пасища, от искри, предизвикани от селскостопанска техника, от незагасени фасове, умишлено предизвикани и др. По-голямата част от пожарите възникват на територии, част от горския фонд и земеделски площи. 

Две от честите причини за възникване на пожари, свързани с човешка дейност са: 

Превозни средства: Шофирането извън пътя, сред природата, в близост до суха растителност изисква изключителна предпазливост по отношение на предотвратяването на горски пожари. Температурата на отработените газове често е достатъчно висока, за да подпали суха трева или слама, с потенциална опасност за близките гори. 

Селско стопанство: Практиките на рязане и изгаряне се използват за разширяване на земеделските земи чрез изсичане на гори и изгаряне на суха растителност. Такива палежи не само лишават животинските видове от техните местообитания, но често излиза извън контрол. Някои фермери и стопани на селски къщи горят листа, остатъци от култури и други селскостопански отпадъци, които при определени условия водят до опустошителни пожари. 

Естествените местообитания и биоразнообразието са под заплаха за унищожение от огъня и дима. Често пожарите засягат националните паркове и обекти, включени в Натура 2000. 75% от горите в България, които са в близост до урбанизирани територии, са категоризирани като високорискови. (Стратегия за намаляване риска от бедствия 1914 – 1920)

Годината с най-много пожари е 2012 г., като тогава са били регистрирани 42141 пожара. През 2022 г. са регистрирани общо 35 992 пожара. Тревожен факт е, че има много фалшиви обаждания за възникнал пожар. По данни на МВР най-много постъпили такива сигнали са през 2012 г. – 2136 бр. и през 2022 г. – 1863 г . В тези случай се прахосва много ресурс за установяване действителното състояние и проверка на актуалността на сигнала.

Какви са последствията от пожарите?

Разпространението на пожара може да причини смъртта на много хора – местни жители, спасители, доброволци, да изпепели къщи и обществени постройки в населените места, а също и мостове, електрически стълбове и др. Освен това в такива ситуации много от хората се нуждаят от специализирана психологическа помощ, за да преодолеят последиците от пожара.

Скоростта на разпространение на приземния огън е 0,1 – 3 метра в минута, а в короната на дърветата – до 100 метра в минута, в посока към вятъра. При изгарянето на торф и корените на растенията подземните пожари могат да се разпространяват в различни посоки. Торфът може спонтанно да гори без достъп до въздуха и дори под водата. При образуването на “гореща пепел” от торфен прах, при силен вятър, може да се пренесат на големи разстояния и да предизвика нови огнища на пожар.

Пожарите водят до по-високи емисии и замърсяване на въздуха, които могат да се регистрират и да окажат вредно влияние на екосистемите на огромни разстояния. 

Проучвания на влиянието на горските пожари върху глобалната карта показват, че емисиите на газове, отделени от горски пожари, влошават качеството на въздуха в световен мащаб. Нивата на азотна киселина в огнището на горските пожари в световен мащаб са 2 до 4 пъти по-високи от очакваното (Райнер Волкамер, атмосферен химик CU Боулдър и съавтор на статия, публикувана в Природа Геология). Азотната киселина може да доведе до образуването на увреждащо белите дробове и културите замърсяване с озон по посока на вятъра на пожарите.

Вероятно помните пожара през август 2020 г. в Калифорния, при който изгорялата площ надхвърли 4047 км2. Впоследствие димният шлейф е моделиран и е регистриран няколко дни по-късно над Европа. 

Моделиране на въздушен пренос на дим от пожарите в Калифорния. Източник: International Association of Wildland Fire (IAWF), Chuck Bushey

Случайно или не, на 28 октомври 2020 г. станциите за измерване на фини прахови частици (ФПЧ) регистрираха ясно очертани повишени нива. При съпоставяне на модела с измерванията в София се постигна забележителна корелация. Представяме измерванията само на четири станции, като за другите резултатите са идентични.

Стойности на някои станции за измерване на ФПЧ.
 

Димът от горските пожари изхвърля в атмосферата метанол, бензен, озон, въглероден диоксид, азотни оксиди, въглерод, летливи съединения и други вредни химикали. 

Как можем да разберем дали атмосферата е замърсена с димни частици, предизвикани от пожари, разразили се дори на хиляди километри от нас? Трябва да наблюдаваме стойностите на качеството на въздуха в района, в който живеем, за да можем да реагираме адекватно. Също така можем да погледнем на запад, когато слънцето залязва – ако залезите са червени или оранжеви, това може да бъде сигнал за задимяване на атмосферата. Димните частици от пожарите позволяват на по-дългите цветове на слънчевата светлина, като червено и оранжево, да преминат, като същевременно блокират по-късите дължини на вълните на жълто, синьо и зелено. Тези по-дълги дължини на вълните придават на небето червен или оранжев отенък. 

Картиране на риска от горски пожари

Важно приложение, което показва степента на риска от горски пожари, е използването на ГИС (географска информационна система) картиране, което се използва за анализ, оценка и визуализация на потенциалните рискове от горски пожари и други пожари в определени региони. Това е мощен инструмент, който съчетава географските данни с атрибутивни данни и позволява създаването на дигитални карти, които отразяват вероятността от възникване на пожар или уязвимостта на определени райони.

С помощта на ГИС картирането се идентифицират области с висок риск от пожари, като се вземат предвид различни фактори, като наличие на гори и горски масиви, сухота, климатични условия, история на пожари и др. Това помага на държавните горски стопанства и районните служби за Главна дирекция “Пожарна безопасност и защита на населението” (ГДПБЗН) да насочат своите усилия и ресурси към най-уязвимите области. 

Степен на риска от горски пожари. Източник: Извършване на оценка и картографиране на риска от горски пожари на територията на страната. Доц. д-р Кирил Любенов.

Чрез картирането се определят и проиграват различни стратегии за изграждане на противопожарни пътища и зони, места за депа за разполагане на материали за гасене – вода, пясък и др., както и определяне на места, където се нуждаят от допълнителни превантивни мерки. Правилното планиране и изобразяване с атрибутивни данни карти се предоставя информация за достъпността на определени райони, наличието на водни ресурси и дори за предсказване на пътя на разпространение на пожара. Това позволява на пожарникарите и доброволците да се ориентират по-добре и да предприемат по-ефективни мерки за гасене и ограничаване на разпространението на пожарите.

Превантивни мерки

Предотвратяването и контролът на горските пожари са възможни с ефективни планове за управление на селското стопанство и горите, заедно с обществена осведоменост и отговорност.

За да се защити населението и да се намалят щетите в случай на масови пожари, предварително се проправят и изчистват поляни и наземни ивици с ширина 5 – 10 м. в широколистни гори и до 50 м. в иглолистните гори. В населените места се разполагат езера и язовири, където капацитетът е изчислен на не по-малко от 30 м3 на 1 хектар на селото или града. В случай на опасност от пожари в гори в населени места:

• пожарната служба е длъжна да следи пожарната ситуация в горите в близост до населени места;
• извършва се почистване на почвени ивици между сгради и съседни горски площи.

Все по-често се използват наблюдателни кули. В района на София те са изградени в района на Факултета, Плана, Бухово и Бистрица. Те са високи 25 м., като на всяка е монтирано високотехнологично оборудване. Те се наблюдават 24/7 от Дирекция “Аварийна помощ и превенция” към Столична община. Регионалните дирекции по горите разполагат с 22 термовизионни кули, с които в реално време се наблюдават горските територии и се сигнализира в случай на възникване на пожар.

Съвременна наблюдателна кула в кв. Факултета. Източник: Столична община. 

Захранването е от собствен независим енергоизточник чрез батерии, които се зареждат с ветрогенератор или фотоволтаични панели. Термокамера, въртяща се постоянно на 360 градуса с минимален обхват 5 км, наблюдава непрекъснато определения район. Те са способни да регистрират и пожар, който се разпространява под листа и торф. 

Пожарогасителните дейности се организират и осъществяват от органите за пожарна безопасност и защита на населението самостоятелно или съвместно със специализираните сили и средства на органите на изпълнителната власт, организациите, юридическите лица и гражданите. Органите за ПБЗН оказват методическа и експертна помощ на териториалните органи на изпълнителната власт по отношение на защитата при бедствия.

Oсновните органи и институции за сигнализация и реакция при пожари:

• Оперативните дежурни центрове в Столична община – Дирекция “Аварийна помощ и превенция” (ДАПП), Столичен инспекторат
• Пожарна безопасност и защита на населението (ПБЗН) – главна, столична и регионални дирекции; 
  Областен съвет по сигурност (Об. СС) на общините
• Изпълнителната Агенция по Горите с отдел Контрол по опазване на горските територии и защита от пожари и др. 
• Чрез сайтовете на ръководство въздушно движение (РВД), Изпълнителна агенция “Борба с градушките” (ИАБГ)
• Военновъздушни сили (ВВС), Национален институт по метеорология и хидрология (НИМХ) се получава актуална информация за състоянието на метеорологичната обстановка в момента. 
• По Националната система за спешни повиквания с единен европейски номер 112 се получават и отработват сигнали за възникнали бедствия от Оперативен дежурен център (ОДЦ). 
• В Оперативния център за видеонаблюдение на ДАПП се наблюдават денонощно камерите, монтирани на територията на Столична община, инсталирана е система за наблюдение и ранно предупреждение за горски пожари, която обхваща района на Природен парк “Витоша”, Плана планина и Стара планина (Бухово).

Всички изброени институции се координират помежду си, за да се избегне дублирането на дейности. След получаване сигнал посредством Националната система за спешни повиквания с единен европейски номер 112, информацията за възникнал пожар например, се пренасочва към съответната институция – Пожарна безопасност и защита на населението, Полиция, Спешна медицинска помощ, Национален медицински координационен център, Планинска спасителна служба – БЧК и ИА „Морска администрация”, която изпраща екип на мястото на инцидента.

Единствено в София съществува уникална структура, която е в помощ на гражданите – Дирекция „Аварийна помощ и превенция“ АПП към Столична община“. Аварийните екипи на Дирекция АПП използват термокамери и друга специализирана техника за мониторинг на пожароопасни места и пожарогасене. Пожароопасните места в района на София са под постоянно видеонаблюдение от оперативните дежурни, както от Дирекция АПП, така и от ГДПБЗН.

В каква посока е необходимо да се работи?

Оперативните дежурни, които наблюдават тази информация (ГИС картиране, модели и др.), нямат времето, както и необходимите познания по метеорология и не могат да разчитат правилно предлаганите карти, както и да правят обосновани предложения за развитието на метеорологичните аномалии и свързаното с тях разпространение на пожар. Почти никъде не се предлагат автоматични (и не само) прогнози за развитието и промяната на времето в конкретен потенциално значим за опасно време регион. Не се работи със симулационни модели и не се проиграват автоматично различни сценарии за развитие на пожар. Засега не се предлагат услуги за визуализация на поведението на горски пожар в реално време и управлявана от данни симулация.

Разпространението на огъня се определя от редица физико-химични явления, тясно свързани помежду си. Поради сложното математическо описание на тези явления, пълно моделиране на разпространението на горските пожари още не е реалистично да се изпълни. Оперативната симулация на разпространението на огъня понастоящем се извършва с помощта на полуемпирични модели. Очакваните хетерогенности в свойствата на горивото, терена и вятъра, добавени към присъщата трудност за измерване на такива параметри в сценарий на горски пожар, обикновено водят до значително намаляване на точността на тези модели. Въпреки всичко, редица страни, като Испания, Италия, Франция, Канада, Австралия, САЩ и др. използват в своята работа различни модели и сценарии за разпространение на горските пожари. 

За оценка влиянието на терена се използват карти на цифровия височинен модел (DEM), за оценка приноса на вятъра се симулират различни ветрови полета с висока разделителна способност, които взаимодействат с разпространението на огъня. Най-често моделите се основават на оценка на скоростта на разпространение на фронта на пожара, като се имат предвид характеристиките на горивото, терена и вятъра. Други модели за разпространение са базирани на дълбоко обучение и изкуствен интелект, който е предназначен да изчисли продължителността на разпространение на всяка точка от предварително създадени графики при променливи условия на околната среда (Modeling Wildfire Spread with an Irregular Graph Network).

Борбата с изменението на климата и последиците от горските пожари изисква обединени усилия от страна на правителствата, обществеността и научната общност. Повишаването на осведомеността за рисковете, предприемането на мерки за намаляване на емисиите от парникови газове и подобряването на управлението на горските райони са ключови фактори за намаляване на въздействието на горските пожари и климатичните промени върху околната среда и обществото.

Какво да правите, ако сте в обсега на горски пожар?

• Ако сте в гората в близост до мястото на пожара и не сте в състояние да се справите сами и да го локализирате, веднага предупредете всички лица от района за необходимостта да се излезе от опасната зона.
• Организирайте евакуацията към открити местности, ако има езеро или река, излезте бързо от опасната зона, перпендикулярно на посоката на движение на пожара. Ако е невъзможно да избягате от огъня, влезте в езерото или се покрийте с мокри дрехи.
• Дишането е по-лесно и безопасно много близо до земята. Използвайте кърпа или дреха като филтър при дишането.
• След като напуснете зоната на пожара, информирайте за мястото, размера и естеството на пожара в администрацията на населеното място, горското стопанство или противопожарната служба, както и местното население.
• Подайте предупредителните сигнали за приближаването на пожара до селището и участвайте в организирането на погасяването. Пламъците при малки и локални огнища близо до земята се гасят с помощта на клони, твърда дървесина, да се полеят с вода, да се хвърля върху огъня мокра земя, да се утъпква с крака.
• Ако пътувате с автомобил по магистрала или шосета близо до горски масиви, наличието на големи пожари може да предизвика силно задимяване на пътя и видимостта да стане нулева. Автомобил, движещ се със 100 км/час, ще измине около 120 м само за 4 секунди. Само един порив на вятъра може да направи видимостта нулева и да предизвика верижни катастрофи с непредвидими последици много жертви и материални щети. В този случай, трябва бързо да се отбие встрани, да се пуснат аварийните светлини, да се подава звуков сигнал и да се уведоми на тел. 112 за ситуацията на пътя. Не излизайте от автомобила, ако пътят не го позволява. Ако е възможно, веднага напуснете автомобила, като бързо се отдалечите от него встрани, перпендикулярно на пътя. Бъдете внимателни за пропасти и канали близо до шосето.
• Винаги когато сте в обсега на пожара и дима имайте предвид следното: Органични продукти и суровини, които сами по себе си не са токсични (дрехи, лекарства, топлоизолация, смоли и др.) при изгаряне, отделят силно токсични газове (въглероден оксид, сероводород, циановодород, фосген, азотни оксиди). Газовете и продуктите на горене, създават по-голяма опасност за здравето отколкото открития огън.