Способ определения риска загрязнения воздушного бассейна москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах

Изобретение относится к области способов определения риска природных катастроф, связанных с широкомасштабными погодно-климатическими аномалиями, и предназначено для определения риска загрязнения воздушного бассейна Москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах. Способ состоит в том, что по метеорологическим данным, без создания специализированной сети наблюдений, определяется доля площади торфяных болот на территории, окружающей Москву (с 54-й по 58-ю широту и с 32-й по 42-ю долготу), где из-за снижения влажности торфа возникают условия для его возгорания, и затем уровень риска загрязнения воздушного бассейна Москвы определяется как высокий, если больше 75% болот находятся в пожароопасном состоянии, как выше среднего, если более 50-75% болот находятся в пожароопасном состоянии, как ниже среднего, если более 25-50% болот находятся в пожароопасном состоянии, и как низкий, если менее 25% болот находятся в пожароопасном состоянии. 1 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Предлагаемое изобретение относится к области способов определения риска природных катастроф, связанных с широкомасштабными погодно-климатическими аномалиями, конкретнее, к способам определения риска опасных природных явлений значительного масштаба, в результате которых может возникать угроза жизни и здоровью людей. К опасным природным явлениям такого рода относятся торфяные пожары. При торфяных пожарах в течение длительного периода времени в атмосферу выбрасывается большое количество загрязняющих веществ, неблагоприятно воздействующих на здоровье людей, [1-3], которые могут переноситься на большие расстояния [4] и создавать угрозу для здоровья жителей городов. Проблема определения риска загрязнения воздушного бассейна продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах, особенно острой является для Москвы: во-первых, из-за заболоченности территории, окружающей Москву, а во-вторых, из-за большого количества людей, здоровье которых окажется под угрозой при неблагоприятном сочетании метеорологических условий.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известные технические решения, предлагаемые для обнаружения ситуаций, дальнейшее развитие которых может привести к возникновению торфяного пожара, предполагают создание сети наблюдений. В комплексной системе мониторинга и защиты торфяников от возгорания, защищенной в 2011 году патентом на полезную модель, [5], предлагается покрывать торфяник сетью измерительных скважин с датчиками уровня грунтовых вод и измерительных штанг с датчиками температуры. В способе мониторинга торфяников для защиты от возгорания, защищенном патентом на изобретение в 2017 году, [6], предлагается определять пожарную опасность торфяной залежи «бесконтактно», с помощью квадрокоптеров, на основе измерений температуры и влажности воздуха на двух уровнях высоты. Общим недостатком этих технических решений является неоправданно высокий уровень расходов, связанных с созданием и эксплуатацией сети наблюдений.

Технический результат предлагаемого нами изобретения заключается в определении риска загрязнения воздушного бассейна Москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах, без создания специализированной сети наблюдений.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для достижения искомого технического результата нами были учтены следующие обстоятельства, создающие предпосылки для новых технологических решений:

1. Появление в открытом доступе оперативных данных (near-real-time data) о состоянии атмосферы с достаточно высоким пространственным разрешением и глобальным покрытием [7].

2. Публикация в открытой печати метода для расчета доли площади водосбора, где условия увлажнения соответствуют условиям, необходимым для накопления торфяных отложений [8].

Искомый технический результат достигается тем, что доля площади болот, находящихся в пожароопасном состоянии, Iƒ, определяется по метеоданным в период между первым марта текущего года и датой определения пожарной опасности (в дальнейшем именуемый расчетным периодом):

где ƒP,0 - доля площади водосбора, где при нормальных климатических условиях, условия увлажнения соответствуют условиям, необходимым для накопления торфяных отложений; ƒP - доля площади водосбора, где при аномальных климатических условиях, условия увлажнения соответствуют условиям, необходимым для накопления торфяных отложений:

ƒP,0=min[1; max [1-(1-ƒP,0)(WPE0/WPE); 0]]

где WPE0 - избыточное увлажнение при нормальных климатических условиях за расчетный период, определяемое как разность между осадками и испарением:

WPE00 - 0.7Е0

где Р0 - количество осадков, а Е0 - испаряемость за расчетный период при нормальных климатических условиях, a WPE - избыточное увлажнение при аномальных климатических условиях за расчетный период.

Так как непосредственными причинами торфяных пожаров являются случайные события, такие, как неосторожное обращение с огнем или удар молнии, пожароопасное состояние далеко не всегда заканчивается торфяным пожаром. Тем не менее, есть основания полагать, что чем больше торфяников находятся в пожароопасном состоянии, тем больше вероятность возникновения торфяного пожара на территории, окружающей Москву, и, соответственно, тем выше риск загрязнения воздушного бассейна Москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах. Поэтому риск определяется как высокий, если больше 75% болот находятся в пожароопасном состоянии, как выше среднего, если более 50-75% болот находятся в пожароопасном состоянии, как ниже среднего, если более 25-50% болот находятся в пожароопасном состоянии, и как низкий, если менее 25% болот находятся в пожароопасном состоянии.

ВОЗМОЖНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИ

Возможность реализации предлагаемого способа продемонстрирована на исторических данных о среднемесячных значениях температуры воздуха и атмосферных осадков в период 2001-2010 гг., а также в 1992 и 1972 году в клетках географической сетки координат 30-минутного разрешения, а также по данным о доле площади болот в клетках географической сетки координат 6-минутного разрешения. На Фиг. 1 показаны результаты определения риска загрязнения воздушного бассейна Москвы на 1 августа соответствующего года. Заштрихованные столбцы соответствуют тем годам, когда риск загрязнения воздушного бассейна Москвы был определен как высокий. То, что в эти годы наблюдалось заметное задымление воздушного бассейна Москвы [9-10], демонстрирует возможность реализации предлагаемого способа для определения риска загрязнения воздушного бассейна Москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Johnston, F.H., Henderson, S.B., Chen, Y., Randerson, J.T., Marlier, M., DeFries, R.S., Kinney, P., Bowman, D.M.J.S., Brauer, M., 2012. Estimated global mortality attributable to smoke from landscape fires. Environ. Health Perspect. 120, 695-701. https://doi.org/10.1289/ehp.1104422

2. Kim, Y.H., Tong, H., Daniels, M., Boykin, E., Krantz, Q.T., McGee, J., Hays, M., Kovalcik, K., Dye, J.A., Gilmour, M.I., 2014. Cardiopulmonary toxicity of peat wildfire particulate matter and the predictive utility of precision cut lung slices. Part. Fibre Toxicol. 11. https://doi.org/10.1186/1743-8977-11-29

3. Rappold, A.G., Stone, S.L., Cascio, W.E., Neas, L.M., Kilaru, V.J., Carraway, M.S., Szykman, J.J., Ising, A., Cleve, W.E., Meredith, J.T., Vaughan-Batten, H., Deyneka, L., Devlin, R.B., 2011. Peat bog wildfire smoke exposure in rural North Carolina is associated with cardiopulmonary emergency department visits assessed through syndromic surveillance. Environ. Health Perspect. 119, 1415-1420. https://doi.org/10.1289/ehp.1003206

4. Golitsyn, G.S., Gorchakov, G.I., Grechko, E.I., Semoutnikova, E.G., Rakitin, V.S., Fokeeva, E.V., Karpov, A.V., Kurbatov, G.A., Baikova, E.S., Safrygina, T.P., 2012. Extreme carbon monoxide pollution of the atmospheric boundary layer in Moscow region in the summer of 2010. Dokl. Earth Sci. 441, 1666-1672. https://doi.org/10.1134/S1028334X11120014

5. Евграфов A.B., Щербаков П.С., Климахин В.Ю. Комплексная система мониторинга и защиты торфяников от возгорания // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели», №20, RU 106542 U1 (от 20.07.2011), 2011.

6. Каплан Б.Ю. Способ мониторинга торфяников для защиты от возгорания // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели», №20, RU 2625706 C1 (от 18.07.2017), 2017.

7. Eskes H.J. et al. Validation report of the CAMS near-real-time global atmospheric composition service: December 2016 - February 2017 // Copernicus Atmosphere Monitoring Service Report, 2017, CAMS84_2015SC2_D84.1.1.7_2017DJF_v1.pdf

8. Alexandrov, G.A., Brovkin, V.A., Kleinen, T. 2016. The influence of climate on peatland extent in Western Siberia since the Last Glacial Maximum. Scientific Reports, 6:24784, DOI: 10.1038/srep24784 1. [www.nature.com/articles/srep24784]

9. Elansky N.F. et al. Gas composition of the surface air in Moscow during the extreme summer of 2010 // Dokl. Earth Sci. 2011. Vol. 437, №1. P. 357-362.

10. Elansky N.F. et al. Gaseous admixtures in the atmosphere over Moscow during the 2010 summer // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2011. Vol. 47, №6. P. 672-681.

Способ определения риска загрязнения воздушного бассейна Москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах, в котором доля площади болот, находящихся в пожароопасном состоянии, определяется по метеоданным в период между первым марта текущего года и датой определения риска, которые подставляются в формулу, выведенную из модели задержанного дренажа, и на основе полученного значения доли площади болот, находящихся в пожароопасном состоянии на территории, окружающей Москву, определяют класс риска (высокий, выше среднего, ниже среднего или низкий) загрязнения воздушного бассейна Москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области тушения пожара в наземных резервуарах, заполненных различными горючими жидкостями, например нефтью, дизельным топливом, керосином, бензином и др.

Предложенное техническое решение относится к противопожарной технике и может быть использовано в промышленных и гражданских объектах с повышенной пожарной опасностью для локализации очагов возгорания, а также для эффективного пожаротушения в производственных помещениях с применением автоматических систем пожаротушения.

Использование: в системах пожарной безопасности стационарных и мобильных объектов, функционирующих в условиях низких температур. Сущность способа заключается в том, что при возникновении пожара в помещении (отсеке) осуществляется продувка его объема холодным атмосферным (забортным) воздухом.

Изобретение относится в горной промышленности, в частности к устройствам снижения поражающих факторов взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа, горного удара в подземных выработках угольных шахт с целью сохранения жизни и здоровья людей и материальных ценностей.

Изобретение относится к способам тушения пожаров с применением воздушных судов. В способе тушения очагов пожаров с воздушных судов, включающем подлет к очагу пожара, определение временной задержки для подачи огнетушащей жидкости и подачу огнетушащей жидкости из резервуара в очаг пожара, подлет осуществляют на высоте над пожаром с температурой воздуха, соответствующей температуре замерзания воды, в качестве резервуара используют резервуар по п.

Изобретение относится к ящичным поддонам для пластмассовой тары, предназначенной для хранения и транспортировки горючих и легко воспламеняемых жидкостей. Предложен ящичный поддон для хранения и для транспортировки, в частности, горючих или легко воспламеняемых жидких загружаемых материалов, содержащий тонкостенный жесткий внутренний резервуар из термопластичной пластмассы, который имеет закрываемый с помощью навинчивающегося колпачка верхний входной патрубок и, при необходимости, расположенный в зоне дна на передней стороне выпускной патрубок, при необходимости с установленной выпускной арматурой.

Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к авиации специального назначения, самолетам-пожарным со сливом жидкости в спутный поток. Способ заключается в создании противопожарной заградительной полосы орошения с помощью авиатанкера за счет слива пламягасящей жидкости из расположенного вдоль авиатанкера контейнера со сливным люком в хвостовой части, при открытии сливного люка создают разрежение в носовой части контейнера путем ее герметизации.

Изобретение относится к системам и способам противопожарной защиты, которые предназначены для потолочной защиты складов с укладкой в высокий штабель. Технический результат заключается в обеспечении оптимальной «потолочной» противопожарной защиты складских помещений.

Система пожаротушения системы вентиляционного потока воздуха включает в себя: канал потока воздуха, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие, выполненные с возможностью обеспечить прохождение потока воздуха от впускного отверстия к выпускному отверстию, чтобы выпускать через него воздух; и систему распыления, расположенную в пределах канала потока воздуха непосредственно вблизи впускного отверстия, и выполненную с возможностью распылять взвесь из тонкораспыленной воды изнутри канала потока воздуха в направлении впускного отверстия для образования взвеси из тонкораспыленной воды, достаточной для того, чтобы нарушить поток воздуха в канал потока воздуха.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к противопожарной технике, в частности к способам тушения лесных пожаров взрывом и предназначено для локализации и тушения лесных, степных пожаров с помощью оперативного создания минерализованной опорной и заградительной полосы на пересеченной местности в любых природно-климатических условиях.

Изобретение относится к области тушения пожара в наземных резервуарах, заполненных различными горючими жидкостями, например нефтью, дизельным топливом, керосином, бензином и др.

Изобретение относится в горной промышленности, в частности к устройствам снижения поражающих факторов взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа, горного удара в подземных выработках угольных шахт с целью сохранения жизни и здоровья людей и материальных ценностей.

Настоящее изобретение относится к системе (100) снижения кислорода, содержащей по меньшей мере одну систему (102) разделения газов, а также одно хранилище сжатого газа (105; 105a-105f).

Изобретение относится к огнезащитным материалам и предназначено для защиты от пожара строительных конструкций зданий и сооружений. Огнезащитное интумесцентное рулонное покрытие состоит из эластичной полимерной композиции на основе синтетических каучуков и окисленного графита, нанесенной на армирующую сетку, состоящую из сочетания стекловолокна, базальтового и кремнеземного волокон и углепластика, при оптимальном соотношении компонентов.

Использование: изобретение относится к области создания теплозащитных конструкций для защиты от длительного воздействия пожара пожаро- и взрывоопасных грузов (изделий), упаковок, металлических шкафов, сейфов с материальными ценностями, важными документами, деньгами и других подобных объектов защиты при их хранении и транспортировании.

Изобретение относится к системе для снижения содержания кислорода в атмосфере замкнутого пространства и/или для поддержания пониженного содержания кислорода в атмосфере замкнутого пространства ниже предварительно заданной и сниженной рабочей концентрации по сравнению с концентрацией кислорода в обычном окружающем воздухе.

Изобретение относится к ящичным поддонам для пластмассовой тары, предназначенной для хранения и транспортировки горючих и легко воспламеняемых жидкостей. Предложен ящичный поддон для хранения и для транспортировки, в частности, горючих или легко воспламеняемых жидких загружаемых материалов, содержащий тонкостенный жесткий внутренний резервуар из термопластичной пластмассы, который имеет закрываемый с помощью навинчивающегося колпачка верхний входной патрубок и, при необходимости, расположенный в зоне дна на передней стороне выпускной патрубок, при необходимости с установленной выпускной арматурой.

Изобретение относится к концентрированной огнегасящей пене, содержащей первое поверхностно-активное вещество, которое содержит карбоксильную группу, а также олигосилановое звено и/или олигосилоксановое звено и алкилгликозид или алкилполигликозид.

Изобретение относится к способам для предотвращения пожара или сдерживания огня и может быть использовано в засушливых регионах для остановки степных пожаров на подступах к населенным пунктам и другим объектам, а также для профилактики торфяных пожаров.

Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для предотвращения распространения пожара между пожароопасными изделиями и предметами с помощью распыленной воды, например между автомобилями в закрытых автостоянках.

Изобретение относится к области способов определения риска природных катастроф, связанных с широкомасштабными погодно-климатическими аномалиями, и предназначено для определения риска загрязнения воздушного бассейна Москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах. Способ состоит в том, что по метеорологическим данным, без создания специализированной сети наблюдений, определяется доля площади торфяных болот на территории, окружающей Москву, где из-за снижения влажности торфа возникают условия для его возгорания, и затем уровень риска загрязнения воздушного бассейна Москвы определяется как высокий, если больше 75 болот находятся в пожароопасном состоянии, как выше среднего, если более 50-75 болот находятся в пожароопасном состоянии, как ниже среднего, если более 25-50 болот находятся в пожароопасном состоянии, и как низкий, если менее 25 болот находятся в пожароопасном состоянии. 1 ил.

Наверх