Пожар или лесной пожар — это неконтролируемый пожар в зоне горючей растительности, происходящий в сельской местности. В зависимости от типа растительности, лесной пожар также может быть классифицирован более конкретно как кустарный, лесной, пустынный, лесной, травяной, горный, торфяной, растительный или тучный.
Ископаемый уголь указывает на то, что пожары начались вскоре после появления наземных растений 420 миллионов лет назад. Возникновение лесного пожара на протяжении всей истории земной жизни наводит на мысль о том, что огонь должен был оказывать явное эволюционное воздействие на флору и фауну большинства экосистем. Земля является горючей планетой, поскольку она покрыта богатой углеродом растительностью, сезонно сухим климатом, кислородом воздуха и широко распространенными вспышками молний и вулканов.
Пожары можно охарактеризовать с точки зрения причины возгорания, их физических свойств, наличия горючих материалов и воздействия погоды на огонь. Лесные пожары могут нанести ущерб имуществу и жизни людей, хотя природные пожары могут оказывать благотворное влияние на местную растительность, животных и экосистемы, возникшие в результате пожара.
Лесной пожар высокой степени опасности создает сложную среду обитания ранних серых лесов (также называемую «естественной лесной средой обитания»), которая часто имеет более высокое видовое богатство и разнообразие, чем необожженный старый лес. Многие виды растений зависят от воздействия огня на рост и размножение. Лесные пожары в экосистемах, где лесные пожары встречаются редко или где пострадала неместная растительность, могут иметь серьезные негативные экологические последствия.
Поведение и серьезность лесных пожаров обусловлены сочетанием таких факторов, как доступное топливо, физические условия и погода. Анализ исторических метеорологических данных и записей о национальных пожарах в западной части Северной Америки показывает превосходство климата в управлении крупными региональными пожарами в периоды дождей, которые создают существенное топливо, или засухой и потеплением, которые продлевают благоприятную пожарную погоду.
Стратегии предотвращения, обнаружения и подавления пожаров менялись с годами. Одним из распространенных и недорогих методов является контролируемое горение: преднамеренное зажигание небольших пожаров, чтобы минимизировать количество горючего материала, доступного для потенциального пожара. Растительность можно периодически сжигать, чтобы сохранить высокое видовое разнообразие и ограничить накопление растений и другого мусора, который может служить топливом. Использование лесных пожаров является самой дешевой и наиболее экологически приемлемой политикой для многих лесов. Топливо также может быть удалено путем лесозаготовок, но обработка топлива и его разбавление не влияют на поведение при сильном пожаре в экстремальных погодных условиях. По сообщениям, сам Wildfire является «наиболее эффективным средством снижения скорости распространения огня, интенсивности линии огня, длины пламени и тепла на единицу площади», по словам Яна Ван Вагтендонка, биолога на Йеллоустонской полевой станции. Строительные нормы и правила в пожароопасных зонах, как правило, требуют, чтобы конструкции были построены из огнестойких материалов, а защитное пространство поддерживалось путем очистки легковоспламеняющихся материалов на предписанном расстоянии от конструкции.
Причины
Существуют три основные естественные причины возгорания:
сухой климат
молнии
извержение вулкана
Наиболее распространенные непосредственные человеческие причины возгорания от пожаров включают поджоги, выброшенные сигареты, дуги линий электропередач (как обнаружено с помощью дугового картографирования) и искры от оборудования. Воспламенение лесных пожаров при контакте с горячими осколками пули также возможно при правильных условиях. Лесные пожары могут также начаться в общинах, испытывающих смещенное возделывание, когда земли быстро очищаются и обрабатываются до тех пор, пока почва не потеряет плодородия, а также не будет разбита и очищена от ожогов. Лесные массивы, вырубленные лесозаготовками, способствуют преобладанию легковоспламеняющихся трав, а заброшенные лесозаготовительные дороги, заросшие растительностью, могут действовать как пожарные коридоры. Ежегодные пожары на пастбищах в южном Вьетнаме частично связаны с уничтожением лесных районов военными гербицидами, взрывчатыми веществами и механическими операциями по расчистке и сжиганию земли во время войны во Вьетнаме.
Наиболее распространенная причина пожаров варьируется по всему миру. В Канаде и на северо-западе Китая молния действует как основной источник возгорания. В других частях мира участие человека является основным фактором. В Африке, Центральной Америке, Фиджи, Мексике, Новой Зеландии, Южной Америке и Юго-Восточной Азии лесные пожары могут быть связаны с деятельностью человека, такой как сельское хозяйство, животноводство и сжигание земель. В Китае и в Средиземноморском бассейне человеческая небрежность является основной причиной пожаров. В Соединенных Штатах и Австралии источник пожаров можно отнести как к ударам молнии, так и к человеческим действиям (таким как искры машин, выброшенные окурки или поджоги). Пожары в угольных пластах сжигают тысячи людей по всему миру, например, в Огненной Горе, Новый Южный Уэльс; Централия, Пенсильвания; и несколько угольных пожаров в Китае. Они также могут неожиданно вспыхнуть и воспламенить близлежащий горючий материал.
Распространение
Распространение лесных пожаров варьируется в зависимости от присутствия горючего материала, его вертикального расположения и содержания влаги, а также погодных условий. Расположение и плотность топлива частично определяются топографией, поскольку форма земли определяет такие факторы, как доступный солнечный свет и вода для роста растений. В целом, типы пожаров обычно можно охарактеризовать по видам топлива следующим образом:
Наземные пожары питаются подземными корнями, утками и другими захороненными органическими веществами. Этот тип топлива особенно подвержен возгоранию из-за появления пятен. Земные пожары обычно сгорают от тления и могут гореть медленно в течение нескольких дней или месяцев, например, торфяные пожары в Калимантане и Восточной Суматре, Индонезия, которые возникли в результате проекта по созданию рисовых земель, который непреднамеренно осушил и высушил торф.
Ползающие или поверхностные пожары подогреваются низменной растительностью на лесной почве, такой как лиственный и древесный мусор, мусор, трава и низменный кустарник. Этот вид пожара часто горит при относительно более низкой температуре, чем при пожаре в короне (менее 400 ° C (752 ° F)), и может распространяться с низкой скоростью, хотя крутые склоны и ветер могут ускорить скорость распространения.
Лестничные пожары поглощают материал между низкоуровневой растительностью и навесами деревьев, такими как небольшие деревья, срубленные бревна и виноградные лозы. Кудзу, папоротник Старого Света и другие инвазивные растения, растущие на деревьях, также могут способствовать пожарам на лестнице.
Корона, навес или воздушные пожары сжигают взвешенный материал на уровне навеса, например высокие деревья, виноградные лозы и мхи. Воспламенение коронного пожара, называемого коронным, зависит от плотности подвешенного материала, высоты навеса, непрерывности навеса, достаточных поверхностных и лестничных пожаров, содержания влаги в растительности и погодных условий во время пожара. Заменяющие стенды пожары, разжигаемые людьми, могут распространяться в дождевом лесу Амазонки, нанося ущерб экосистемам, не особенно подходящим для жары или засушливых условий.
В муссонных районах северной Австралии поверхностный пожар распространялся, в том числе через предполагаемые перерывы, от горящих или тлеющих кусков дерева или от горящих пучков травы, умышленно перевозимых крупными летающими птицами, которые привыкли ловить добычу, вымываемую лесными пожарами. К числу причастных видов относятся Чёрный змей (Milvus migrans), Свистящий змей (Haliastur sphenurus) и Бурый сокол (Falco berigora). Местные аборигены давно знали об этом поведении, в том числе и в их мифологии.
Физические свойства
Пожары возникают, когда все необходимые элементы огненного треугольника объединяются в чувствительной зоне: источник возгорания приводится в контакт с горючим материалом, таким как растительность, который подвергается достаточному нагреву и имеет достаточный запас кислорода из окружающего воздуха. , Высокое содержание влаги обычно предотвращает воспламенение и замедляет распространение, потому что более высокие температуры необходимы, чтобы испарить любую воду в материале и нагреть материал до его точки возгорания. Густые леса обычно дают больше тени, что приводит к снижению температуры окружающей среды и повышенной влажности, и поэтому они менее восприимчивы к лесным пожарам. Менее плотный материал, такой как травы и листья, легче воспламенить, потому что они содержат меньше воды, чем более плотный материал, такой как ветви и стволы. Растения постоянно теряют воду в результате суммарного испарения, но потеря воды обычно компенсируется поглощением воды из почвы, влажностью или дождем. Когда этот баланс не поддерживается, растения высыхают и поэтому становятся более легковоспламеняющимися, что часто является следствием засухи.
Фронт лесного пожара — это участок, поддерживающий непрерывное горящее горение, где несгоревший материал встречается с активным пламенем или тлеющим переходом между несгоревшим и сгоревшим материалом. По мере приближения фронта огонь нагревает как окружающий воздух, так и древесный материал за счет конвекции и теплового излучения. Сначала древесина высушивается при испарении воды при температуре 100 ° C (212 ° F). Затем пиролиз древесины при 230 ° C (450 ° F) выделяет легковоспламеняющиеся газы. Наконец, древесина может тлеть при 380 ° C (720 ° F) или, при достаточном нагревании, воспламеняться при 590 ° C (1000 ° F). Даже до того, как пламя лесного пожара достигнет определенного места, передача тепла от фронта лесного пожара нагревает воздух до 800 ° C (1470 ° F), который предварительно нагревает и сушит легковоспламеняющиеся материалы, заставляя материалы быстрее воспламеняться и позволяя пожару распространяться быстрее.
При горении сквозь плотное и непрерывное топливо лесные пожары имеют высокую скорость распространения вперед (FROS). Они могут двигаться со скоростью 10,8 км / ч (6,7 миль / ч) в лесах и 22 км / ч (14 миль / ч) в лугах. Пожары могут продвигаться по касательной к главному фронту, образуя фланкирующий фронт, или гореть в противоположном направлении от основного фронта, отступая. Они могут также распространяться, прыгая или обнаруживая, поскольку ветры и вертикальные конвекционные колонны несут огненные бренды (горячие древесные угли) и другие горючие материалы по воздуху над дорогами, реками и другими барьерами, которые в противном случае могут действовать как противопожарные барьеры. Факелы и пожары в навесах деревьев способствуют определению, а сухое топливо вокруг лесного пожара особенно уязвимо для возгорания от огненных брендов. Обнаружение может создать точечные пожары, поскольку горячие угли и огненные бренды воспламеняют топливо по ветру от огня.
В последние годы возросла распространенность крупных неконтролируемых лесных пожаров в Северной Америке, что значительно повлияло как на городские, так и на сельскохозяйственные районы. Физический ущерб и нагрузка на здоровье, оставшиеся после неконтролируемых пожаров, особенно сильно опустошают операторов фермерских хозяйств и ранчо в пострадавших районах, что вызывает обеспокоенность со стороны сообщества медицинских работников и сторонников обслуживания этой специализированной профессиональной популяции.
Особенно большие лесные пожары могут влиять на воздушные потоки в их непосредственной близости от эффекта стека: воздух поднимается при нагревании, а большие лесные пожары создают мощные восходящие потоки, которые будут втягивать новый, более холодный воздух из окружающих областей в тепловых колоннах. Большие вертикальные перепады температуры и влажности способствуют появлению пиро-кучевых облаков, сильных ветров и вихрей огня с силой торнадо со скоростью более 80 километров в час (50 миль в час). Быстрые темпы распространения, плодовитая коронация или пятнистость, наличие вихрей огня и сильные конвекционные колонны означают экстремальные условия.
Тепловое тепло от лесного пожара может вызвать значительное выветривание горных пород и валунов, тепло может быстро расширить валун, и может произойти тепловой удар, который может привести к разрушению структуры объекта.
Влияние климата
Тепловые волны, засухи, циклические изменения климата, такие как Эль-Ниньо, и региональные погодные условия, такие как гребни высокого давления, могут увеличить риск и значительно изменить поведение лесных пожаров. Годы осадков, сопровождаемые теплыми периодами, могут способствовать более распространенным пожарам и более продолжительному сезону пожаров. С середины 1980-х годов раннее таяние снега и связанное с ним потепление также были связаны с увеличением продолжительности и суровости сезона лесных пожаров или наиболее подверженного пожарам времени года в западной части Соединенных Штатов. Глобальное потепление может увеличить интенсивность и частоту засух во многих районах, создавая более интенсивные и частые лесные пожары. Исследование 2015 года показывает, что увеличение риска пожаров в Калифорнии может быть связано с антропогенным изменением климата. Изучение отложений аллювиальных отложений за 8 лет,
Интенсивность также увеличивается в дневные часы. Скорость сжигания тлеющих бревен увеличивается в пять раз в течение дня из-за низкой влажности, повышенной температуры и скорости ветра. В течение дня солнечный свет согревает землю, создавая воздушные потоки, идущие в гору. Ночью земля охлаждается, создавая воздушные потоки, которые движутся под гору. Эти ветры раздувают лесные пожары и часто следуют за воздушными потоками над холмами и через долины. Пожары в Европе происходят часто в 12:00 и 14:00. Операции по подавлению лесных пожаров в Соединенных Штатах вращаются вокруг 24-часового пожарного дня, который начинается в 10:00 из-за предсказуемого увеличения интенсивности в результате дневное тепло.
Экология
Появление лесного пожара на протяжении всей истории земной жизни наводит на мысль, что огонь должен был иметь ярко выраженные эволюционные последствия для флоры и фауны большинства экосистем. Лесные пожары распространены в климатах, которые достаточно влажные, чтобы обеспечить рост растительности, но имеют продолжительные сухие, жаркие периоды. К таким местам относятся растительность Австралии и Юго-Восточной Азии, вельд в южной части Африки, финбос на западном мысе Южной Африки, лесные районы Соединенных Штатов и Канады и бассейн Средиземного моря.
Лесной пожар высокой степени опасности создает сложную среду обитания ранних сералевых лесов (также называемую «естественной лесной средой обитания»), которая часто обладает более высоким видовым богатством и разнообразием, чем необожженный старый лес. Виды растений и животных в большинстве типов североамериканских лесов развивались в результате пожара, и многие из этих видов зависят от лесных пожаров, и особенно от пожаров высокой степени тяжести, для размножения и роста. Огонь помогает возвращать питательные вещества из растительных веществ обратно в почву, тепло от огня необходимо для прорастания определенных видов семян, а коряги (мертвые деревья) и ранние сукцессионные леса, созданные в результате пожара высокой степени тяжести, создают благоприятные условия обитания. к дикой природе. Ранние сукцессионные леса, созданные в результате пожара высокой степени тяжести, поддерживают одни из самых высоких уровней естественного биоразнообразия, встречающиеся в лесах умеренно-хвойных пород. Выжигание после пожара не имеет экологических преимуществ и многих негативных последствий; то же самое часто верно для посева после пожара.
Хотя некоторые экосистемы используют естественные пожары для регулирования роста, некоторые экосистемы страдают от слишком большого количества пожаров, таких как чапараль в южной Калифорнии и пустыни с более низкими отметками на американском юго-западе. Увеличение частоты пожаров в этих обычно пожаро-зависимых районах нарушило природные циклы, повредило сообщества местных растений и способствовало росту неместных сорняков. Инвазивные виды, такие как Lygodium microphyllum и Bromus tectorum, могут быстро расти в районах, пострадавших от пожаров. Поскольку они легко воспламеняются, они могут увеличить риск возникновения пожара в будущем, создавая положительную обратную связь, которая увеличивает частоту пожаров и еще больше изменяет сообщества растительности.
В тропических лесах Амазонки засуха, вырубка леса, разведение крупного рогатого скота, а также земледелие наносят ущерб огнестойким лесам и способствуют росту огнеопасных кустарников, создавая цикл, способствующий еще большему сжиганию. Пожары в тропических лесах угрожают его коллекции разнообразных видов и производят большое количество CO2. Кроме того, пожары в тропических лесах, наряду с засухой и вовлечением людей, могут повредить или уничтожить более половины тропических лесов Амазонки к 2030 году. Пожары генерируют пепел, уменьшают доступность органических питательных веществ и вызывают увеличение стока воды, что приводит к эрозии прочь другие питательные вещества и создание условий внезапного наводнения. В результате пожара в 2003 году в маврах Северного Йоркшира было сожжено 2,5 квадратных километра (600 акров) вереска и нижележащих слоев торфа. После этого ветровая эрозия снесла пепел и почву, выявление археологических памятников, датируемых 10 000 г. до н. Лесные пожары также могут оказывать влияние на изменение климата, увеличивая количество углерода, выбрасываемого в атмосферу, и препятствуя росту растительности, что влияет на общее поглощение углерода растениями.
В тундре существует естественная схема накопления топлива и лесных пожаров, которая варьируется в зависимости от характера растительности и рельефа местности. Исследования на Аляске показали, что интервалы возврата пожаров (FRI), как правило, варьируются от 150 до 200 лет, при этом засушливые низменные районы горят чаще, чем влажные нагорья.
Адаптация растений
Растения в экосистемах, подверженных пожарам, часто выживают благодаря адаптации к местному пожарному режиму. Такие приспособления включают физическую защиту от жары, усиление роста после пожара и воспламеняющиеся материалы, которые способствуют пожару и могут устранить конкуренцию. Например, растения рода Eucalyptus содержат легковоспламеняющиеся масла, которые стимулируют огонь и твердые листья склерофилла противостоять жаре и засухе, обеспечивая их господство над менее огнеустойчивыми видами. Плотная кора, пролив нижних ветвей и высокое содержание воды во внешних структурах также могут защитить деревья от повышения температуры. Огнестойкие семена и резервные побеги, которые прорастают после пожара, способствуют сохранению видов, воплощенных в первозданных видах. Дым, обугленная древесина и высокая температура могут стимулировать прорастание семян в процессе, называемом серотином.
Полагают, что луга в Западном Сабахе, малазийские сосновые леса и индонезийские леса казуарина были результатом предыдущих периодов пожаров. В сухом помете шамиса содержится мало воды и он легко воспламеняется, а после пожара кустарник быстро прорастает. Лилии накидки бездействуют до тех пор, пока пламя не сметет покрытие, а затем распускается почти всю ночь. Секвойя полагается на периодические пожары, чтобы уменьшить конкуренцию, выпустить семена из их колбочек и очистить почву и полог для нового роста. Caribbean Pine на багамских соснах адаптировался к поверхностным пожарам низкой интенсивности для выживания и роста. Оптимальная частота пожаров для роста — каждые 3-10 лет. Слишком частые пожары благоприятствуют травянистым растениям, а нечастые пожары — видам, типичным для сухих багамских лесов.
Атмосферные эффекты
Большая часть земной погоды и загрязнения воздуха находится в тропосфере, той части атмосферы, которая простирается от поверхности планеты до высоты около 10 километров (6 миль). Вертикальный подъем сильной грозы или pyrocumulonimbus может быть увеличен в области большого лесного пожара, который может продвигать дым, сажу и другие твердые частицы так же высоко, как нижняя стратосфера. Ранее преобладающая научная теория гласила, что большинство частиц в стратосфере происходят из вулканов, но дым и другие выбросы лесных пожаров были обнаружены в нижней стратосфере. Пиро-кучевые облака могут достигать 6 100 метров (20 000 футов) над лесными пожарами. Спутниковое наблюдение дымовых шлейфов от лесных пожаров показало, что шлейфы можно было проследить в целости на расстоянии, превышающем 1600 километров (1000 миль).
Лесные пожары могут влиять на локальное загрязнение атмосферы и выделять углерод в форме углекислого газа. Выбросы при пожаре содержат мелкие частицы, которые могут вызвать сердечно-сосудистые и респираторные проблемы. Увеличение количества побочных продуктов пожара в тропосфере может увеличить концентрацию озона за пределы безопасного уровня. По оценкам, в результате лесных пожаров в Индонезии в 1997 году в атмосферу было выброшено от 0,81 до 2,57 гигатонны (0,89-2,83 миллиарда коротких тонн) CO2, что составляет от 13 до 40% ежегодных глобальных выбросов углекислого газа при сжигании ископаемого топлива. Атмосферные модели предполагают, что эти концентрации сажевых частиц могут увеличить поглощение солнечной радиации в течение зимних месяцев на целых 15%.
Предупреждение Предотвращение
пожаров относится к превентивным методам, направленным на снижение риска пожаров, а также на уменьшение его тяжести и распространения. Методы предотвращения направлены на управление качеством воздуха, поддержание экологического баланса, защиту ресурсов и воздействие на будущие пожары. Противопожарная политика в Северной Америке позволяет естественным образом вызывать пожары, чтобы сохранить свою экологическую роль, при условии, что риски побега в районы с высокой стоимостью уменьшаются. Однако в профилактических мерах должна учитываться роль, которую люди играют в лесных пожарах, поскольку, например, 95% лесных пожаров в Европе связаны с участием человека. Источники вызванного человеком пожара могут включать поджог, случайное возгорание или неконтролируемое использование огня при расчистке земель и в сельском хозяйстве, например, в сельском хозяйстве в Юго-Восточной Азии.
В 1937 году президент США Франклин Д. Рузвельт начал общенациональную кампанию по предотвращению пожаров, подчеркивая роль невнимательности людей при лесных пожарах. Позже в постерах программы были изображены дядя Сэм, персонажи диснеевского фильма «Бэмби» и официальный талисман лесной службы США «Смоки-медведь». Снижение возгорания, вызванного деятельностью человека, может быть наиболее эффективным средством уменьшения нежелательного пожара. Изменение топлива обычно предпринимается при попытке повлиять на будущий пожарный риск и поведение. Программы предотвращения лесных пожаров во всем мире могут использовать такие методы, как использование лесных пожаров и предписанные или контролируемые ожоги. Использование пожаров в диких землях относится к любому пожару естественных причин, который отслеживается, но разрешается гореть Контролируемые ожоги — это пожары, разжигаемые государственными органами в менее опасных погодных условиях.
Растительность можно периодически сжигать для поддержания высокого видового разнообразия, а частое сжигание поверхностного топлива ограничивает накопление топлива. Использование лесных пожаров является самой дешевой и наиболее экологически приемлемой политикой для многих лесов. Топливо также может быть удалено путем каротажа, но обработка и разжижение топлива не влияют на поведение при сильном пожаре. Модели с использованием огненного огня часто используются для прогнозирования и сравнения преимуществ различных видов обработки топлива для будущего распространения пожара, но их точность низкая.
По сообщениям Яна ван Вагтендонка, биолога из Йеллоустонской полевой станции, сам Wildfire, по сообщениям, является «наиболее эффективным средством снижения скорости распространения огня, интенсивности линии огня, длины пламени и тепла на единицу площади».
Строительные нормы и правила в пожароопасных зонах, как правило, требуют, чтобы конструкции были построены из огнестойких материалов, а защитное пространство поддерживалось путем очистки легковоспламеняющихся материалов на предписанном расстоянии от конструкции. Сообщества на Филиппинах также поддерживают пожарные линии шириной от 5 до 10 метров (16–33 футов) между лесом и их деревней, и патрулируют эти линии в летние месяцы или сезоны сухой погоды. Продолжающееся развитие жилых районов в пожароопасных районах и восстановление разрушенных в результате пожаров сооружений встретили критику. Экологические выгоды от пожара часто игнорируются экономическими и безопасными преимуществами защиты конструкций и жизни людей.
Будьте осторожны при курении. Найдите безопасный метод удаления золы и подберите подходящее средство перед тем, как загореться.
Соблюдайте директивы властей. В сухое время года открытый пожар обычно запрещен или требует разрешения от местных пожарных властей. Будьте очень осторожны и с походными печами и даже с внутренними дровяными печами (может ли светящиеся вещества выходить из трубы?).
Фейерверки представляют опасность при неправильном использовании или использовании в экстремальных сухих условиях.
Утилизируйте свой мусор правильно. В качестве линзы может выступать нечто такое же простое, как выброшенная бутылка, а свободная упаковка добавляет топлива.
Во время вождения имейте в виду, что части вашего автомобиля могут нагреваться и вызывать возгорание растительности. Внедорожники (вездеходы / квадроциклы) могут представлять опасность возникновения горячих точек или искр. Остановитесь в безопасных местах. Если у вас есть огнетушитель, убедитесь, что он находится в пределах легкой досягаемости (и контролируется в соответствии с рекомендациями).
Засуха и грозы, особенно в сочетании, повышают риск возникновения пожаров. Так называемый «кроссовер» (температура в ° C превышает относительную влажность в процентах) или условия «30-30-30» (когда температура поднимается выше 30 ° C / 90 ° F, влажность падает ниже 30% и ветер поднимается выше 30 км / ч / 20 миль / ч) — это путь к катастрофе, поскольку в жарких, сухих и ветреных условиях все может сравнительно легко сгореть.
Если вы находитесь в районе с лесными пожарами или высоким риском пожаров, следуйте по некоторому медиа-каналу, где вы услышите о предупреждениях (или узнайте у своего отеля).
Если вы видите какой-либо подозрительный дым, не бойтесь вызывать пожарную команду. Это может быть не более чем невинный походный костер, но все же лучше, чтобы пожарные проверили его на случай, если начнется крупный пожар.
обнаружение
Быстрое и эффективное обнаружение является ключевым фактором в борьбе с лесными пожарами. Усилия по раннему обнаружению были сосредоточены на раннем реагировании, точных результатах как в дневное, так и в ночное время, а также способности определять приоритеты пожарной опасности. В начале 20-го века в Соединенных Штатах использовались пожарные вышки, а о пожарах сообщалось с помощью телефонов, почтовых голубей и гелиографов. Аэрофотосъемка и съемка с использованием мгновенных камер использовались в 1950-х годах, пока в 1960-х годах не было разработано инфракрасное сканирование для обнаружения пожара. Однако анализ и доставка информации часто задерживались из-за ограничений в коммуникационных технологиях. Ранние спутниковые анализы пожара были нарисованы от руки на картах на удаленном объекте и отправлены по почте на ночь руководителю пожарной охраны. Во время пожаров в Йеллоустоне в 1988 году в Уэст-Йеллоустоне,
В настоящее время общественные горячие линии, пожарные вышки в башнях, наземное и воздушное патрулирование могут использоваться в качестве средства раннего обнаружения лесных пожаров. Однако точное наблюдение за человеком может быть ограничено усталостью оператора, временем суток, временем года и географическим положением. Электронные системы приобрели популярность в последние годы как возможное разрешение ошибки оператора. В правительственном отчете о недавнем испытании трех автоматизированных систем обнаружения пожара в камере, однако, был сделан вывод о том, что «… обнаружение системами камер было медленнее и менее надежным, чем обученным наблюдателем-человеком». Эти системы могут быть полуавтоматическими или полностью автоматизированными и использовать системы, основанные на области риска и степени присутствия человека, как предполагает анализ данных ГИС. Комплексный подход нескольких систем может быть использован для объединения спутниковых данных, аэрофотоснимков,
Небольшая зона высокого риска с густой растительностью, сильным присутствием человека или вблизи критической городской зоны может контролироваться с использованием локальной сети датчиков. Системы обнаружения могут включать беспроводные сенсорные сети, которые действуют как автоматизированные погодные системы: обнаружение температуры, влажности и дыма. Они могут быть с батарейным питанием, солнечной батареей или с возможностью перезарядки от дерева: они могут перезаряжать свои системы батарей, используя небольшие электрические токи в растительном материале. Более крупные районы со средним риском могут контролироваться сканирующими вышками, которые включают в себя стационарные камеры и датчики для обнаружения дыма или дополнительных факторов, таких как инфракрасная сигнатура углекислого газа, образующегося в результате пожаров. Дополнительные функции, такие как ночное видение, обнаружение яркости и обнаружение изменения цвета, также могут быть включены в матрицы датчиков.
Спутниковый и воздушный мониторинг с использованием самолетов, вертолетов или беспилотников может обеспечить более широкий обзор и может быть достаточным для мониторинга очень больших зон с низким уровнем риска. Эти более сложные системы используют GPS и установленные на самолете инфракрасные камеры или камеры с высоким разрешением для обнаружения и нацеливания на лесные пожары. Смонтированные на спутнике датчики, такие как усовершенствованный сканирующий радиометр Envisat вдоль трассы и европейский сканирующий радиометр со спутником дистанционного зондирования, могут измерять инфракрасное излучение, излучаемое пожарами, выявляя горячие точки, превышающие 39 ° C (102 ° F). Система картирования опасностей Национального управления океанических и атмосферных исследований объединяет данные дистанционного зондирования из спутниковых источников, таких как геостационарный эксплуатационный спутник окружающей среды (GOES), спектрорадиометр для получения изображений с умеренным разрешением (MODIS), и усовершенствованный радиометр очень высокого разрешения (AVHRR) для обнаружения мест пожара и дыма. Однако спутниковое обнаружение подвержено ошибкам смещения: от 2 до 3 километров (от 1 до 2 миль) для данных MODIS и AVHRR и до 12 километров (7,5 миль) для данных GOES. Спутники на геостационарных орбитах могут стать отключенными, а спутники на полярных орбитах часто ограничены коротким периодом наблюдения. Облачный покров и разрешение изображения также могут ограничивать эффективность спутниковых снимков. и спутники на полярных орбитах часто ограничены их коротким окном времени наблюдения. Облачный покров и разрешение изображения также могут ограничивать эффективность спутниковых снимков. и спутники на полярных орбитах часто ограничены их коротким окном времени наблюдения. Облачный покров и разрешение изображения также могут ограничивать эффективность спутниковых снимков.
в 2015 году в Лесной службе Министерства сельского хозяйства США (USFS) действует новый инструмент обнаружения пожара, который использует данные со спутника Национального полярно-орбитального партнерства (АЭС) Суоми для более детального обнаружения небольших пожаров, чем в предыдущем космическом пространстве. на основе продуктов. Данные с высоким разрешением используются с компьютерной моделью, чтобы предсказать, как пожар изменит направление в зависимости от погодных и земных условий. Активный продукт обнаружения пожара с использованием данных из набора видимых инфракрасных радиометров (VIIRS) АЭС Суоми повышает разрешение наблюдений за пожарами до 1230 футов (375 метров). Предыдущие спутниковые данные НАСА, доступные с начала 2000-х годов, наблюдали пожары с разрешением 3280 футов (1 километр). Эти данные являются одним из инструментов разведки, которые используются военными ведомствами USFS и Министерства внутренних дел США для распределения ресурсов и принятия стратегических решений по управлению пожарами. Усовершенствованный пожарный продукт VIIRS позволяет каждые 12 часов или менее обнаруживать гораздо меньшие пожары и обеспечивает более детальное и последовательное отслеживание линий пожара во время продолжительных пожаров — возможности, критически важные для систем раннего оповещения и поддержки рутинного картирования развития пожара. Места активного пожара доступны пользователям в течение нескольких минут от путепровода со спутника через средства обработки данных в Центре приложений дистанционного зондирования USFS, в котором используются технологии, разработанные Лабораторией прямого считывания Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Модель использует данные о погодных условиях и землях, окружающих активный пожар, чтобы за 12–18 часов заранее предсказать, изменит ли пламя направление. Штат Колорадо решил включить модель погодных условий в свои противопожарные мероприятия, начиная с сезона пожаров 2016 года.
В 2014 году в Южно-Африканском национальном парке Крюгера была организована международная кампания по проверке продуктов обнаружения пожара, включая новые активные данные пожара VIIRS. В преддверии этой кампании Институт Мераки Совета по научным и промышленным исследованиям в Претории, Южная Африка, который первым применил огненный продукт VIIRS 375 м, применил его во время нескольких крупных лесных пожаров в Крюгере.
В последние годы возросла потребность в своевременной и качественной пожарной информации. Пожары в Соединенных Штатах ежегодно сжигают в среднем 7 миллионов акров земли. В течение последних 10 лет USFS и Министерство внутренних дел тратили в среднем около 2–4 миллиардов долларов в год на борьбу с пожарами.
подавление
Подавление лесных пожаров зависит от технологий, доступных в районе, где происходит лесной пожар. В менее развитых странах используемые методы могут быть простыми: бросать песок или бить огонь палками или пальмовыми ветвями. В более развитых странах методы подавления варьируются в зависимости от увеличения технологических возможностей. Йодид серебра может быть использован для поощрения выпадения снега, в то время как антипирены и вода могут попадать в огонь беспилотными летательными аппаратами, самолетами и вертолетами. Полное подавление огня больше не является ожиданием, но большинство пожаров часто тушат до того, как они выйдут из-под контроля. В то время как более чем 99% из 10 000 новых лесных пожаров содержатся в год, спасшиеся от лесных пожаров в экстремальных погодных условиях трудно подавить без изменения погоды.
Прежде всего, борьба с лесными пожарами может стать смертельной. Горящий фронт лесного пожара может также неожиданно изменить направление и прыгнуть через перерывы огня. Сильная жара и дым могут привести к дезориентации и потере понимания направления огня, что может сделать пожары особенно опасными. Например, во время пожара Манна Галча в Монтане, США, в 1949 году, тринадцать дымогубов погибли, когда они потеряли связь, потеряли ориентацию и были охвачены огнем. В австралийском февральском 2009 году лесные пожары в Виктории погибли по меньшей мере 173 человека и более 2029 домов и 3500 строений были потеряны, когда они были охвачены лесным пожаром.
Затраты на подавление пожаров
В Калифорнии Лесная служба США тратит около 200 млн долларов в год на подавление 98% пожаров и до 1 млрд долларов на подавление 2% пожаров, которые избегают первоначальной атаки и становятся крупными.
Пожарная безопасность в диких землях Пожарные в диких землях сталкиваются с несколькими опасными для жизни опасностями, включая тепловой стресс, усталость, дым и пыль, а также риск других травм, таких как ожоги, порезы и царапины, укусы животных и даже рабдомиолиз. С 2000 по 2016 год более 350 пожарных из диких земель погибли при исполнении служебных обязанностей.
Особенно в жарких погодных условиях пожары представляют риск теплового стресса, который может повлечь за собой ощущение жара, усталости, слабости, головокружения, головной боли или тошноты. Тепловой стресс может перерасти в тепловое напряжение, что влечет за собой физиологические изменения, такие как учащение пульса и температуры тела. Это может привести к заболеваниям, связанным с жарой, таким как сыпь, судороги, истощение или тепловой удар. Различные факторы могут способствовать риску, связанному с тепловым стрессом, включая тяжелую работу, личные факторы риска, такие как возраст и физическая форма, обезвоживание, недосыпание и обременительные средства индивидуальной защиты. Отдых, прохладная вода и случайные перерывы имеют решающее значение для смягчения последствий теплового стресса.
Дым, пепел и мусор также могут представлять серьезную респираторную опасность для пожарных из диких земель. Дым и пыль от пожаров могут содержать газы, такие как окись углерода, диоксид серы и формальдегид, а также частицы, такие как зола и кремнезем. Чтобы уменьшить воздействие дыма, пожарные бригады должны, по возможности, вращать пожарных в зонах сильного дыма, избегать тушения пожара по ветру, использовать оборудование, а не людей в местах ожидания, и минимизировать зачистку. Лагеря и командные пункты также должны быть расположены против ветра. Защитная одежда и оборудование также могут помочь минимизировать воздействие дыма и пепла.
Пожарные также подвержены риску сердечных заболеваний, включая инсульты и сердечные приступы. Пожарные должны поддерживать хорошую физическую форму. Фитнес-программы, программы медицинского обследования и обследования, которые включают в себя стресс-тесты, могут минимизировать риск возникновения проблем с сердечными заболеваниями. К другим опасным травмам, с которыми сталкиваются пожарные дикие земли, относятся скольжения, поездки и падения, ожоги, царапины и порезы от инструментов и оборудования, удары по деревьям, транспортным средствам или другим объектам, опасности растений, такие как шипы и ядовитый плющ, укусы змей и животных, транспортные средства аварии, поражение электрическим током от линий электропередач или грозы, а также нестабильные строительные конструкции.
Рекомендации по зонам безопасности для пожарных
Лесная служба США публикует рекомендации по минимальному расстоянию, на котором пожарный должен находиться от огня.
Огнезащитный состав
Огнезащитный состав используется для замедления пожаров путем подавления горения. Это водные растворы фосфатов аммония и сульфатов аммония, а также загустители. Решение о применении антипиренов зависит от величины, местоположения и интенсивности лесного пожара. В некоторых случаях огнезащитный состав может также применяться в качестве меры предосторожности при противопожарной защите.
Типичные антипирены содержат те же вещества, что и удобрения. Огнезащитный состав может также повлиять на качество воды в результате выщелачивания, эвтрофикации или неправильного применения. Влияние антипиренов на питьевую воду остается безрезультатным. Факторы разбавления, включая размер водоема, количество осадков и скорость потока воды, снижают концентрацию и эффективность антипиренов. Лесной мусор (зола и отложения) забивают реки и водохранилища, увеличивая риск наводнений и эрозии, которые в конечном итоге замедляют и / или наносят ущерб системам очистки воды. Сохраняется обеспокоенность по поводу огнезащитного воздействия на землю, воду, среду обитания диких животных и качество водосбора, требуются дополнительные исследования. Тем не менее, с положительной стороны,
Действующая процедура Министерства сельского хозяйства США предусматривает, что применение огнезащитного средства в Соединенных Штатах с воздуха должно очищать водные пути не менее чем на 300 футов для того, чтобы защитить последствия стока с задерживающим действием. Воздушное использование антипиренов необходимо для предотвращения применения вблизи водных путей и находящихся под угрозой исчезновения видов (мест обитания растений и животных). После любого случая неправильного применения огнезащитного состава Лесная служба США требует представления отчетности и оценки воздействия, чтобы определить меры по смягчению, восстановлению и / или ограничениям на будущее использование замедлителя в этом районе.
моделирование
Моделирование лесных пожаров связано с численным моделированием лесных пожаров с целью понимания и прогнозирования поведения пожаров. Моделирование лесных пожаров направлено на подавление лесных пожаров, повышение безопасности пожарных и населения и минимизацию ущерба. Используя вычислительную науку, моделирование лесного пожара включает статистический анализ прошлых пожаров, чтобы предсказать риски и поведение фронта. В прошлом были предложены различные модели распространения лесных пожаров, в том числе простые эллипсы и яйцевидные и веерообразные модели. Ранние попытки определить поведение лесных пожаров предполагали однородность ландшафта и растительности. Тем не менее, точное поведение фронта лесного пожара зависит от множества факторов, включая скорость ветра и крутизну склона. Современные модели роста используют комбинацию прошлых эллипсоидальных описаний и Гюйгенса. Принцип симуляции роста огня как непрерывно расширяющегося многоугольника. Теория экстремальных значений также может быть использована для прогнозирования размеров крупных лесных пожаров. Тем не менее, крупные пожары, которые превышают возможности подавления, часто рассматриваются как статистические выбросы в стандартном анализе, даже если на политику пожаров больше влияют крупные пожары, чем небольшие пожары.
Человеческий риск и воздействие
Риск лесных пожаров — это вероятность того, что лесной пожар начнется или достигнет определенной области, и потенциальная потеря человеческих ценностей, если это произойдет. Риск зависит от переменных факторов, таких как деятельность человека, погодные условия, наличие топлива для пожаров и наличие или отсутствие ресурсов для тушения пожара. Пожары постоянно были угрозой для населения. Однако антропогенные географические и климатические изменения чаще всего подвергают население воздействию лесных пожаров и увеличивают риск лесных пожаров. Предполагается, что увеличение лесных пожаров происходит в результате столетия подавления лесных пожаров в сочетании с быстрым распространением человеческого развития в подверженные пожарам дикие земли. Лесные пожары — это естественные события, способствующие укреплению здоровья лесов.
Вы НЕ хотите начать лесной пожар. Один пень сигареты в неправильном месте может вызвать разрушение обширных областей. Пожар также может быть начат с чего-то столь же простого, как неправильно выброшенный мусор. В некоторых случаях пожар может начаться через несколько часов после вашего отъезда.
Лесные пожары могут быстро распространяться в ветреных условиях. Вы должны иметь хорошие наценки в неизвестной области, где может пострадать ваша дорога или средства передвижения.
Дым от пожаров вреден для здоровья. Крупные пожары на расстоянии сотен километров иногда могут быть похожи на пассивное курение — возможно, настоящая проблема, если у вас астма или что-то подобное.
Ни при каких обстоятельствах не поддавайтесь искушению пойти в «погоню за огнем», лесной пожар может изменить направление или интенсивность, неожиданно заманивая вас в ловушку. Транспортное средство в этом контексте также создает ненужные (и их можно избежать) препятствия на дорогах и тропах, к которым аварийным бригадам потребуется доступ.
Также, когда пожар потушен, сгоревший лес может быть опасным, так как могут быть повреждены корни. Подождите, пока район не будет объявлен безопасным или штормы снесут ослабленные деревья.
Опасность в воздухе
Самым заметным неблагоприятным воздействием лесных пожаров является уничтожение имущества. Тем не менее, выброс опасных химических веществ в результате сжигания дикого топлива также значительно влияет на здоровье людей.
Лесной пожар состоит в основном из углекислого газа и водяного пара. Другими распространенными компонентами дыма, присутствующими в более низких концентрациях, являются оксид углерода, формальдегид, акролеин, полиароматические углеводороды и бензол. Мелкие частицы, взвешенные в воздухе, которые попадают в твердую форму или в жидкие капли, также присутствуют в дыме. Масса 80-90% дыма при пожаре находится в пределах класса мелких частиц диаметром 2,5 микрометра или меньше.
Несмотря на высокую концентрацию углекислого газа в дыме, он представляет низкий риск для здоровья из-за своей низкой токсичности. Скорее, угарный газ и мелкие твердые частицы, в частности диаметром 2,5 мкм и менее, были определены в качестве основных угроз для здоровья. Другие химические вещества считаются значительными опасностями, но обнаруживаются в концентрациях, которые слишком низки, чтобы вызвать обнаруживаемые последствия для здоровья.
Степень воздействия дыма при пожаре на человека зависит от продолжительности, серьезности, продолжительности и близости пожара. Люди подвергаются прямому курению через дыхательные пути при вдыхании загрязнителей воздуха. Косвенно, сообщества подвергаются воздействию мусора, который может загрязнить почву и водоснабжение.
Агентство по охране окружающей среды США (EPA) разработало индекс качества воздуха (AQI), который является общедоступным ресурсом, который обеспечивает национальные стандартные концентрации качества воздуха для распространенных загрязнителей воздуха. Общественность может использовать этот индекс в качестве инструмента для определения воздействия опасных загрязнителей воздуха на основе диапазона видимости.
Риски
после пожара После пожара опасность остается. Жители, возвращающиеся в свои дома, могут оказаться под угрозой падения ослабленных огнем деревьев. Людям и домашним животным также может быть причинен вред, если они попадут в пепельные ямы.
Группы риска Группы
пожарных
Пожарные подвергаются наибольшему риску острых и хронических последствий для здоровья в результате воздействия дыма при пожаре. Из-за профессиональных обязанностей пожарных, они часто подвергаются воздействию опасных химических веществ в непосредственной близости в течение более длительных периодов времени. Исследование конкретного случая воздействия дыма при пожаре среди пожарных в диких районах показывает, что пожарные подвергаются воздействию значительных уровней угарного газа и респираторных раздражителей, превышающих допустимые пределы воздействия OSHA (PEL) и пороговые значения ACGIH (TLV). 5-10% переэкспонированы. В ходе исследования были получены концентрации воздействия для одного пожарного из диких земель в течение 10-часовой смены, проведенной при удержании на линии огня. Пожарный подвергался воздействию широкого диапазона уровней окиси углерода и респираторного раздражителя (комбинация твердых частиц размером 3,5 мкм и менее, акролеина и формальдегида). Уровни содержания окиси углерода достигли 160 частей на миллион, а значение индекса раздражения TLV достигло максимума 10. В отличие от этого, PEL OSHA для окиси углерода составляет 30 частей на миллион, а для индекса раздражения дыхательных путей TLV рассчитанное пороговое предельное значение равно 1; любое значение выше 1 превышает пределы воздействия.
В период с 2001 по 2012 год среди пожарных из диких земель погибло более 200 человек. В дополнение к тепловым и химическим опасностям, пожарные также подвергаются риску поражения электрическим током от линий электропередачи; травмы от оборудования; шликеры, поездки и падения; травмы от опрокидывания автомобиля; болезнь, связанная с жарой; укусы и укусы насекомых; стресс; и рабдомиолиз.
Жители
Жители в сообществах, окружающих лесные пожары, подвергаются воздействию более низких концентраций химических веществ, но они подвергаются большему риску косвенного воздействия в результате загрязнения воды или почвы. Воздействие на жителей в значительной степени зависит от индивидуальной восприимчивости. Уязвимые лица, такие как дети (в возрасте 0–4 лет), пожилые люди (в возрасте 65 лет и старше), курильщики и беременные женщины, подвергаются повышенному риску из-за их уже подорванных систем организма, даже когда воздействия присутствуют в низких химических концентрациях и для относительно коротких периодов воздействия. Они также подвержены риску будущих пожаров и могут уехать в районы, которые они считают менее рискованными.
Пожары затрагивают большое количество людей в Западной Канаде и Соединенных Штатах. В одной только Калифорнии более 350 000 человек живут в городах и поселках в «зонах с очень высокой степенью опасности возникновения пожара».
Воздействие на плод.
Кроме того, есть свидетельства увеличения материнского стресса, что подтверждается исследователями MH O’Donnell и AM Behie, что влияет на результаты родов. В Австралии исследования показывают, что младенцы мужского пола, родившиеся со значительно более высоким средним весом при рождении, родились в районах, наиболее пострадавших от пожаров. Это связано с тем, что материнские сигналы напрямую влияют на характер роста плода.
Астма является одним из наиболее распространенных хронических заболеваний среди детей в Соединенных Штатах, поражающих приблизительно 6,2 миллиона детей. Недавняя область исследований риска астмы сфокусирована именно на риске загрязнения воздуха во время гестационного периода. Несколько патофизиологических процессов участвуют в этом. У человека значительное развитие дыхательных путей происходит во 2 и 3 триместрах и продолжается до 3 лет. Предполагается, что воздействие этих токсинов в течение этого периода может иметь побочные эффекты, так как эпителий легких в это время мог бы увеличить проницаемость для токсинов. Воздействие загрязнения воздуха на родительской и внутриутробной стадии может вызвать эпигенетические изменения, которые ответственны за развитие астмы. Недавние мета-анализы обнаружили значительную связь между PM2.5, NO2 и развитие астмы в детстве, несмотря на неоднородность среди исследований. Кроме того, материнское воздействие хронического стрессора, которое больше всего похоже на присутствие в неблагополучных сообществах, также является важной взаимосвязью детской астмы, которая может помочь в объяснении воздействия загрязнения воздуха в раннем детстве, бедности в окрестностях и риска для детей. Жизнь в бедственном районе не только связана с местонахождением и воздействием источника загрязнения, но также может быть связана со степенью хронического индивидуального стресса, который, в свою очередь, может изменить аллостатическую нагрузку на материнскую иммунную систему, приводящую к неблагоприятным последствиям у детей, включая повышенную восприимчивость к загрязнению воздуха и другим опасностям. которые больше всего любят присутствовать в проблемных общинах, что также является важной взаимосвязью детской астмы, которая может помочь объяснить воздействие загрязнения воздуха в раннем детстве, бедность в окрестностях и риск детства. Жизнь в бедственном районе не только связана с местонахождением и воздействием источника загрязнения, но также может быть связана со степенью хронического индивидуального стресса, который, в свою очередь, может изменить аллостатическую нагрузку на материнскую иммунную систему, приводящую к неблагоприятным последствиям у детей, включая повышенную восприимчивость к загрязнению воздуха и другим опасностям. которые больше всего любят присутствовать в проблемных общинах, что также является важной взаимосвязью детской астмы, которая может помочь объяснить воздействие загрязнения воздуха в раннем детстве, бедность в окрестностях и риск детства. Жизнь в бедственном районе не только связана с местонахождением и воздействием источника загрязнения, но также может быть связана со степенью хронического индивидуального стресса, который, в свою очередь, может изменить аллостатическую нагрузку на материнскую иммунную систему, приводящую к неблагоприятным последствиям у детей, включая повышенную восприимчивость к загрязнению воздуха и другим опасностям.
Воздействие на здоровье
Дым от пожара содержит твердые частицы, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на дыхательную систему человека. Доказательства воздействия на здоровье дыма при пожаре должны быть доведены до общественности, чтобы воздействие могло быть ограничено. Фактические данные о воздействии на здоровье могут также использоваться для оказания влияния на политику, способствующую положительным результатам для здоровья.
Вдыхание дыма от пожара может быть опасно для здоровья. Дым от пожаров состоит из продуктов сгорания, таких как углекислый газ, угарный газ, водяной пар, твердые частицы, органические химические вещества, оксиды азота и другие соединения. Основная проблема для здоровья — вдыхание твердых частиц и окиси углерода.
Твердые частицы (ТЧ) — это тип загрязнения воздуха, состоящий из частиц пыли и капель жидкости. Они характеризуются тремя категориями в зависимости от диаметра частицы: грубый PM, мелкий PM и ультрадисперсный PM. Грубые частицы имеют размер от 2,5 до 10 микрометров, мелкие частицы имеют размер от 0,1 до 2,5 микрометров, а ультрадисперсные частицы — менее 0,1 микрометра. Каждый размер может попасть в организм при вдыхании, но воздействие ТЧ на организм зависит от размера. Крупные частицы фильтруются верхними дыхательными путями, и эти частицы могут накапливаться и вызывать воспаление легких. Это может вызвать раздражение глаз и пазух, а также боль в горле и кашель. Грубый ТЧ часто состоит из более тяжелых и токсичных материалов, которые приводят к кратковременным эффектам с более сильным воздействием.
Частицы меньшего размера продвигаются дальше в дыхательную систему, создавая проблемы глубоко в легких и кровотоке. У пациентов с астмой PM2,5 вызывает воспаление, но также увеличивает окислительный стресс в эпителиальных клетках. Эти частицы также вызывают апоптоз и аутофагию в клетках эпителия легких. Оба процесса вызывают повреждение клеток и влияют на функцию клеток. Это повреждение влияет на людей с респираторными заболеваниями, такими как астма, когда ткани и функции легких уже нарушены. Третий тип PM — ультратонкий PM (UFP). UFP может попасть в кровоток, как PM2.5, однако исследования показывают, что он работает в кровь гораздо быстрее. Воспаление и повреждение эпителия, нанесенные UFP, также оказались гораздо более серьезными. ТЧ2,5 вызывает наибольшее беспокойство в отношении пожаров. Это особенно опасно для самых маленьких, пожилые люди и люди с хроническими заболеваниями, такими как астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), муковисцидоз и сердечно-сосудистые заболевания. Заболевания, наиболее часто встречающиеся при воздействии мелких частиц дыма при пожаре, — это бронхит, обострение астмы или ХОБЛ и пневмония. Симптомы этих осложнений включают одышку и одышку, а сердечно-сосудистые симптомы включают боль в груди, учащенное сердцебиение и усталость.
Обострение астмы
Дым от пожаров может вызвать проблемы со здоровьем, особенно у детей и тех, у кого уже есть проблемы с дыханием. Несколько эпидемиологических исследований продемонстрировали тесную связь между загрязнением воздуха и респираторными аллергическими заболеваниями, такими как бронхиальная астма.
Наблюдательное исследование воздействия дыма, связанное с лесными пожарами в Сан-Диего в 2007 году, выявило увеличение как использования медицинских услуг, так и респираторных диагнозов, особенно астмы в выборочной группе. Прогнозируемые климатические сценарии возникновения пожаров предсказывают значительное увеличение респираторных заболеваний среди маленьких детей. Particulate Matter (PM) запускает серию биологических процессов, включая воспалительный иммунный ответ, окислительный стресс, которые связаны с вредными изменениями при аллергических респираторных заболеваниях.
Хотя в некоторых исследованиях не было выявлено каких-либо значительных острых изменений в функции легких у людей, страдающих астмой, связанной с ТЧ в результате пожаров, возможным объяснением этих противоречивых выводов является более широкое использование лекарств быстрого действия, таких как ингаляторы, в ответ на повышенный уровень дыма среди те, кто уже диагностирован с астмой. Исследуя связь между приемом лекарств для лечения обструктивных заболеваний легких и пожаров, исследователи обнаружили увеличение использования ингаляторов и начало длительного контроля, как при приеме оральных стероидов. В частности, некоторые люди, страдающие астмой, сообщали о более частом использовании лекарств быстрого действия (ингаляторов). После двух крупных лесных пожаров в Калифорнии,
Существует постоянное доказательство между дымом от пожаров и обострением астмы.
Угарный газ
Окись углерода (CO) — это бесцветный газ без запаха, который можно найти в самой высокой концентрации в непосредственной близости от тлеющего огня. По этой причине вдыхание окиси углерода является серьезной угрозой для здоровья пожарных. CO в дыме может вдыхаться в легкие, где он всасывается в кровоток и снижает доставку кислорода к жизненно важным органам организма. При высоких концентрациях он может вызвать головную боль, слабость, головокружение, спутанность сознания, тошноту, дезориентацию, нарушение зрения, кому и даже смерть. Однако даже при более низких концентрациях, таких как те, которые обнаруживаются при пожарах, люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями могут испытывать боль в груди и сердечную аритмию. Недавнее исследование, отслеживающее количество и причину гибели пожарных от пожаров в 1990–2006 гг., Выявило, что 21,9% смертей произошло от сердечных приступов.
Другим важным и несколько менее очевидным воздействием лесных пожаров на здоровье являются психические заболевания и расстройства. Исследователи обнаружили, что как взрослые, так и дети из разных стран, от США и Канады до Греции и Австралии, которые прямо или косвенно страдали от лесных пожаров, продемонстрировали несколько различных психических состояний, связанных с их опытом с лесными пожарами. К ним относятся посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), депрессия, беспокойство и фобии.
Летом 2012 года в районе Норт-Форка, штат Айдахо, были сожжены бывшие объекты по добыче урана. Это вызвало обеспокоенность жителей района и должностных лиц Государственного департамента по качеству окружающей среды штата Айдахо по поводу потенциального распространения радиации в результате дыма, поскольку эти участки никогда не были полностью очищены от радиоактивных останков.
Эпидемиология
За последние несколько десятилетий на западе США наблюдалось увеличение частоты и интенсивности лесных пожаров. Это увеличение объясняется засушливым климатом на западе США и последствиями глобального потепления. По оценкам, в период с 2004 по 2009 год в западной части Соединенных Штатов 46 миллионов человек подвергались воздействию пожара. Факты свидетельствуют о том, что лесной пожар может увеличить уровень твердых частиц в атмосфере.
Агентство по охране окружающей среды определило приемлемые концентрации твердых частиц в воздухе с помощью национальных стандартов качества атмосферного воздуха, и был установлен контроль качества атмосферного воздуха. Благодаря этим программам мониторинга и частоте возникновения нескольких крупных лесных пожаров вблизи населенных пунктов были проведены эпидемиологические исследования, которые демонстрируют связь между воздействием на здоровье человека и увеличением количества мелких твердых частиц из-за дыма от лесных пожаров.
EPA определило приемлемые концентрации твердых частиц в воздухе. Национальные стандарты качества атмосферного воздуха являются частью Закона о чистом воздухе и содержат обязательные руководящие указания по уровням загрязнителей и мониторингу качества атмосферного воздуха. В дополнение к этим программам мониторинга увеличение числа случаев пожаров вблизи населенных пунктов ускорило проведение нескольких эпидемиологических исследований. Такие исследования продемонстрировали связь между негативным воздействием на здоровье человека и увеличением количества мелких твердых частиц из-за дыма при пожаре. Размер твердых частиц является значительным, поскольку более мелкие твердые частицы (мелкие частицы) легко вдыхаются в дыхательные пути человека. Часто мелкие твердые частицы могут вдыхаться в глубокие ткани легких, вызывая респираторное расстройство, заболевание или заболевание.
Увеличение количества дыма PM, выделяемого в результате пожара на Хейман в штате Колорадо в июне 2002 года, было связано с увеличением респираторных симптомов у пациентов с ХОБЛ. Аналогичным образом глядя на лесные пожары в Южной Калифорнии в октябре 2003 года, исследователи показали увеличение числа случаев госпитализации из-за симптомов астмы при воздействии пиковых концентраций ТЧ в дыме. Другое эпидемиологическое исследование выявило увеличение риска госпитализаций, связанных с респираторными заболеваниями, на 7,2% (доверительный интервал 95%: 0,25%, 15%) в дни с дымовой волной с высоким содержанием частиц, специфичных для лесного пожара, по сравнению с аналогичными днями без дымовой волны.
Также было установлено, что у детей, участвующих в исследовании «Здоровье детей», наблюдается увеличение глазных и респираторных симптомов, использование лекарств и посещение врачей. Недавно было продемонстрировано, что матери, которые были беременны во время пожаров, рожали детей с несколько меньшим средним весом при рождении по сравнению с теми, кто не подвергался пожару во время родов. Предполагается, что беременные женщины также могут подвергаться большему риску неблагоприятных последствий пожара. По оценкам, во всем мире 339 000 человек ежегодно умирают из-за воздействия дыма при пожаре.
Хотя размер твердых частиц является важным фактором, влияющим на здоровье, следует также учитывать химический состав твердых частиц (ТЧ2,5), образующихся при пожаре. Предыдущие исследования показали, что химический состав PM2.5 из дыма от пожаров может давать различные оценки результатов для здоровья человека по сравнению с другими источниками дыма. Последствия для здоровья людей, подвергающихся воздействию дыма от пожаров, могут отличаться от результатов воздействия дыма из альтернативных источников, таких как твердое топливо.