 |
| ОПУСЫ
• Часть 1 (2002 г.) ⓿
НАШ СПОНСОР: ⓿
|
«ОПУСЫ». Часть 2
Естественные причины возникновения лесных пожаров
1
Пожары ежегодно уничтожают тысячи гектаров лесных насаждений, на восстановление которых требуются десятилетия. Велики экономические потери, существенны экологические последствия таких пожаров.
Как правило, возникновение пожаров связывают с неосторожным обращением людей с огнем. Незатушенные костры, сигареты, битое стекло, играющее роль выпуклых линз. Конечно, нельзя исключить эти случаи из числа возможных причин возникновения лесных пожаров, однако не следует исключать и возможности естественных причин их возникновения, из которых наиболее известны молниевые разряды во время гроз.
В настоящей статье речь пойдёт о ещё одной возможной естественной причине возгорания лесных массивов. Такой причиной, как мы считаем, могут стать фокусирующие свойства атмосферы. К такому предположению нас наталкивают факты возникновения множественных и одновременных возгораний на относительно протяженных территориях, что трудно объяснить человеческим фактором. Так, в мае месяце 2004 года на территории Челябинской области Российской Федерации в течении 10 дней было зафиксировано более 2500 очагов возгораний, более 250 в день. Одновременно горели леса в Курганской области и на севере Казахстана. Очень не похоже это на человеческий фактор.
В то же время в литературе приводятся многочисленные сведения о неоднородной структуре атмосферного газа [1-3]. Причинами образования таких структур могут служить: обтекание ветром горных вершин и массивов, возникновение фронтов антициклонов, крупномасштабные турбулентности, неоднородное отражение солнечной энергии от земной поверхности, неоднородности ландшафта и многое другое.
Атмосферные неоднородности приводят к образованию миражей, ложных НЛО и других, хорошо известных оптических эффектов.
2
Нетрудно представить, что если в атмосфере по тем или иным причинам образуется изолированная линза повышенной плотности, то на земной поверхности может произойти концентрация лучей, локальное увеличение поступающей энергии солнечного электромагнитного излучения, нагрев и возгорание легковоспламеняющихся объектов (сухая трава, листья, торф и т.д.). Концентрирующие свойства атмосферной неоднородности зависят от её химического состава, парциального давления и вертикальных геометрических размеров и высоты расположения над земной поверхностью.
При расчете траектории света в неоднородной атмосфере используется известный закон Снеллиуса, согласно которого произведение показателя преломления на синус угла распространения луча – величина постоянная ni*sin αi=const. Если мы имеем два слоя вещества с показателями преломления n1 и n2, угол падения луча на раздел двух сред α1, то угол движения во второй среде определяется из выражения:
Показатель преломления света в атмосфере n, является функцией атмосферного давления р, парциального давления молекул воды p(H2O) и температуры Т.
Именно молекулы воды являются существенной компонентой показателя преломления, водная неоднородность в виде линзы способна заметно искривить первоначальное направление распространения светового потока.
3
Обычно имеющиеся неоднородности в атмосфере приводят к относительно небольшим искривлениям хода световых лучей, порядка единиц угловых секунд, что на практике называют "практической точностью телескопов". Такие отклонения вызываются относительно небольшими турбулентностями, которые не позволяют сконцентрировать достаточное количество солнечной энергии, достаточной для возгорания сухой травы. Такие "линзы" имеют небольшое фокусное расстояние и лучи света, концентрируясь неподалеку от них, в дальнейшем рассеиваются по пути к Земле. Однако, зафиксированы и аномальные (достаточно редкие) отклонения хода световых лучей до 8 угловых минут [ОРЗА], что говорит о возможности формирования неоднородностей достаточно больших размеров, способных концентрировать большое количество солнечной радиации, достаточной для локального нагрева относительно небольшого (0,5…2 квадратных метра) участка поверхности до температуры возгорания сухой травы даже при наличии атмосферного рассеивания лучистой энергии.Если в месте локального аномального нагрева на траве будет находиться, например, кусок металла, то он будет нагреваться существенно быстрее, чем трава и в месте их контакта может возникнуть возгорание.
Иван Васильев, И.Н. Федулина, В.А. Шапель
