Везде

RAS PresidiumИсследование Земли из космоса Earth Research from Space

  • ISSN (Print) 0205-9614
  • ISSN (Online) 3034-5405

Long-Term Satellite Monitoring of Various Types of Wildfires and Wildfire-Induced Emissions of Climate-Active Gases and Aerosols in Russia and in Its Large Regions

You can
PII
10.31857/S0205961424050021-1
DOI
10.31857/S0205961424050021
Publication type
Article
Status
Published
Authors
V. G. Bondur
  • Affiliation: AEROCOSMOS Research Institute for Aerospace Monitoring
Volume/ Edition
Volume / Issue number 5
Pages
19-34
Abstract
Satellite monitoring results were used to study various types of wildfires that affected four vegetation types (forests, grasslands, shrubs, and agricultural areas) over the whole territory of the Russian Federation and its large regions individually in fire seasons (April - October) in 2001–2023. MCD64A1 information product was used to determine wildfire areas. The largest total values of wildfire areas for the entire territory of Russia during the studied period were recorded in 2002, 2003, and 2008, and over the past decade their maximum value was recorded in 2021, amounting to 117.0 thousand km2. Notably, the area of forest fires alone in 2021 reached a record value of 91.8 thousand km2. Annual fire-induced emissions of carbon-bearing climate-active gases СО, СО2, and CH4, and fine aerosols PM2.5 were estimated. The obtained estimates of fire areas and the fire-induced emissions of climate-active gases were compared with the results of other studies. A trend to reduced values of the total annual burned-out areas, as well as a progressive increase in the average annual fire radiation power (FRP) of all fire types that occurred in Russia during the studied 23-year period, were identified. It has been suggested that this is due to improvements in early fire detection and firefighting techniques, which have reduced the number of grassland fires and agricultural burnings, mostly in Russia’s European part. While the increase in annual average values of radiation power of hot spots is probably associated with climate change over the vast territory of Russia, manifested in an increase in temperature as well as the number and duration of dry periods.
Keywords
спутниковые данные космический мониторинг природные пожары эмиссии климатически-активные газы аэрозоли растительный покров
Date of publication
15.09.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
5

References

  1. 1. Барталев С.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Флитман Е.В. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 9–27.
  2. 2. Барталев С.А., Стыценко Ф.В., Егоров В.А., Лупян Е.А. Спутниковая оценка гибели лесов России от пожаров // Лесоведение. 2015. № 2. С. 83–94.
  3. 3. Бондур В.Г. Космический мониторинг эмиссий малых газовых компонент и аэрозолей при природных пожарах в России // Исследование Земли из космоса. 2015. № 6. С. 21–35. https://doi.org/10.7868/S0205961415060032.
  4. 4. Бондур В.Г., Гинзбург А.С. Эмиссия углеродсодержащих газов и аэрозолей от природных пожаров на территории России по данным космического мониторинга // Доклады академии наук. 2016. Т. 466. № 4. С. 473–477. https://doi.org/10.7868/S0869565216040186.
  5. 5. Бондур В.Г., Гордо К.А. Космический мониторинг площадей, пройденных огнем, и объемов эмиссий вредных примесей при лесных и других природных пожарах на территории Российской Федерации // Исследование Земли из космоса. 2018. № 3. С. 41–55. https://doi.org/10.7868/S020596141803003X.
  6. 6. Бондур В.Г., Гордо К.А., Кладов В.Л. Пространственно-временные распределения площадей природных пожаров и эмиссий углеродсодержащих газов и аэрозолей на территории северной Евразии по данным космического мониторинга // Исследование Земли из космоса. 2016. № 6. С. 3–20. https://doi.org/10.7868/S0205961416060105.
  7. 7. Бондур В.Г., Гордо К.А., Зима А.Л. Исследование из космоса последствий природных пожаров на территории России для разных типов растительного покрова // Исследование Земли из космоса. 2022, № 6. C. 74–86. https://doi.org/10.31857/S0205961422060033.
  8. 8. Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Кладов В.Л., Гордо К.А. Аномальная изменчивость пространственно-временных распределений природных пожаров и эмиссий вредных примесей на территории Европы по данным космического мониторинга // Доклады академии наук. 2019а. Т. 485. № 6. С. 745–749. https://doi.org/10.31857/S0869-56524856745-749.
  9. 9. Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Черепанова Е.В. Космический мониторинг воздействия природных пожаров на состояние различных типов растительного покрова в федеральных округах Российской Федерации // Исследование Земли из космоса. 2019б. № 3. С. 13–32. https://doi.org/10.31857/S0205-96142019313-32.
  10. 10. Валендик Э.Н., Матвеев П.М., Софронов М.А. Крупные лесные пожары // М.: Наука, 1979. 197 с.
  11. 11. Егоров В.А., Барталев С.А., Колбудаев П.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А. Карта растительного покрова России, полученная по данным спутниковой системы Proba-V // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 2. С. 282–286. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2018-15-2-282-286.
  12. 12. Ершов Д.В., Сочилова Е.Н. Количественные оценки прямых пирогенных эмиссии углерода в лесах России по данным дистанционного мониторинга 2021 года // Вопросы лесной науки, Т. 5. № 4. 2022. https://doi.org/10.31509/2658-607x-202254-117
  13. 13. Залесов А.С. Классификация лесных пожаров. Методические указания по курсу “Лесная пирология”. Екатеринбург: УГЛТУ, 2011. 14 с.
  14. 14. Коровин Г.Н., Исаев А.С. Охрана лесов от пожаров как важнейший элемент национальной безопасности России. Лесной бюллетень. 2000. № 8–9. 121 с.
  15. 15. Курбатский Н.П. Классификация лесных пожаров //Вопросы лесоведения. Красноярск, 1970. №3. С. 68–73.
  16. 16. Лупян Е.А., Лозин Д.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Стыценко Ф.В. Исследование зависимости степени повреждений лесов пожарами от интенсивности горения по данным спутникового мониторинга. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 217–232. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2022-19-3-217-232.
  17. 17. Пономарев Е.И., Швецов Е.Г., Харук В.И. Интенсивность горения в оценке эмиссий от пожаров // Экология. 2018. № 6. С. 1–8. https://doi.org/10.1134/S0367059718060094.
  18. 18. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации // Под ред. В.М. Катцова (Росгидромет). СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. 676 с.
  19. 19. Швиденко А.З., Щепащенко Д.Г., Ваганов Е.А., Сухинин А.И. Эмиссии парниковых газов вследствие природных пожаров в России в 1998–2012 гг. // Охрана атмосферного воздуха. Атмосфера. 2012. №1. С. 6–13.
  20. 20. Швиденко А. З., Щепащенко Д. Г. Климатические изменения и лесные пожары в России // Лесоведение. 2013. № 5. С. 50–61.
  21. 21. Akagi S.K., Yokelson R.J., Wiedinmyer C., Alvarado M.J., Reid J.S., Karl T., Crounse J.D., Wennberg P.O. Emission factors for open and domestic biomass burning for use in atmospheric models // Atmos. Chem. Phys., 2011. 11, P. 4039–4072. https://doi.org/10.5194/acp-11-4039-2011
  22. 22. Andreae M.O. Emission of trace gases and aerosols from biomass burning – an updated assessment // Atmos. Chem. Phys., 2019. 19, P. 8523–8546. https://doi.org/10.5194/acp-19-8523-2019
  23. 23. Bonan G.B. Forests and climate change: forcings, feedbacks, and the climate benefits of forests. Science (New York, N.Y.), 2008. 320(5882). 1444–1449.
  24. 24. Bondur V.G., Gordo K.A., Voronova O.S., Zima A.L., Feoktistova N.V. IntenseWildfires in Russia over a 22-Year Period According to Satellite Data. Fire 2023, 6, 99. https://doi.org/10.3390/fire6030099
  25. 25. Chu T., Guo X. Remote Sensing Techniques in Monitoring Post-Fire Effects and Patterns of Forest Recovery in Boreal Forest Regions: A Review // Remote Sens. 2014. Vol. 6. P. 470– 520. https://doi.org/10.3390/rs6010470.
  26. 26. Friedl M., Sulla-Menashe D. MCD12Q1 MODIS/ Terra+Aqua Land Cover Type Yearly L3 Global 500m SIN Grid V006 (Data set) // NASA EOSDIS Land Processes DAAC. 2015. https://doi.org/10.5067/MODIS/MCD12Q1.006.
  27. 27. Giglio L., Boschetti L., Roy D.P., Humber M.L., Justice C.O. The Collection 6 MODIS burned area mapping algorithm and product // Remote Sensing of Environment. 2018. Vol. 217. P. 72–85. https://doi.org/10.1016/j.rse.2018.08.005.
  28. 28. Giglio L., Justice C. MODIS/Terra Thermal Anomalies/Fire 5-Min L2 Swath 1km V061 (Data set) // NASA EOSDIS Land Processes Distributed Active Archive Center. 2021. https://doi.org/10.5067/MODIS/MOD14.061.
  29. 29. Giglio L., Justice C., Boschetti L., Roy D. MCD64A1 MODIS/Terra+Aqua Burned Area Monthly L3 Global 500m SIN Grid V006 (Data set) // NASA EOSDIS Land Processes DAAC. 2015. https://doi.org/10.5067/MODIS/MCD64A1.006.
  30. 30. Humber M.L., Boschetti L., Giglio L., Justice C.O. Spatial and temporal intercomparison of four global burned area products // International Journal of Digital Earth. 2018. Vol. 12. No. 4. P. 460–484. https://doi.org/10.1080/17538947.2018.1433727.
  31. 31. Junpen A., Roemmontri J., Boonman A., Cheewaphongphan P., Thao P.T.B., Garivait S. Spatial and temporal distribution of biomass open burning emissions in the greater mekong subregion // Climate 2020, 8, 90. https://doi.org/10.3390/cli8080090
  32. 32. IPCC, 2022: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA. 3056 pp. https://doi.org/10.1017/9781009325844.
  33. 33. Kharuk V.I., Ponomarev E.I., Ivanova G.A. et al. Wildfires in the Siberian taiga // Ambio. 2021. Vol. 50, P.1953–1974. https://doi.org/10.1007/s13280-020-01490-x
  34. 34. Kukavskaya E., Soja A., Petkov A. Ponomarev E., Ivanova G., Conard G.S. Fire emissions estimates in Siberia: evaluation of uncertainties in area burned, land cover, and fuel consumption // Can. J. Forest Res. 2013. Vol. 43. No. 5. P. 493–506. https://doi.org/10.1139/cjfr-2012-0367.
  35. 35. Lappalainen H., Petäjä T., Kujansuu J., Kerminen V., Skorokhod A., Kasimov N., Bondur V. et al. Pan Eurasian Experiment (PEEX) – a research initiative meeting the grand challenges of the changing environment of the northern pan-eurasian arctic-boreal areas // Geography. Environment. Sustainability. 2014. Vol. 7. No. 2. P. 13–48. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2014-7-2-13-48.
  36. 36. Liu W., Lu F., Luo Y. et al. Human influence on the temporal dynamics and spatial distribution of forest biomass carbon in China // Ecol Evol. 2017; 7: P. 6220–6230. https://doi.org/10.1002/ece3.3188
  37. 37. Mouillot F., Schultz M.G., Yue C., Cadule P., Tansey K., Ciais P., Chuvieco E. Ten Years of Global Burned Area Products from Spaceborne Remote Sensing — A Review: Analysis of User Needs and Recommendations for Future Developments // International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2014. Vol. 26. P. 64–79 https://doi.org/10.1016/j.jag.2013.05.014.
  38. 38. Ponomarev E.I.; Yakimov N.D.; Ponomareva T.V.; Yakubailik O.E.; Conard S.G. Current Trend of Carbon Emissions from Wildfires in Siberia // Atmosphere 2021, 12, 559 pp. https://doi.org/10.3390/atmos12050559
  39. 39. Ponomarev E.I.; Zabrodin A.N.; Shvetsov E.G.; Ponomareva T.V. Wildfire Intensity and Fire Emissions in Siberia // Fire. 2023. Vol. 6. No. 7. 246 pp. https://doi.org/10.3390/fire6070246.
  40. 40. Seiler W., Crutzen P.J. Estimates of gross and net fluxes of carbon between the biosphere and atmosphere from biomass burning // Clim. Change. 1980. Vol. 2. No. 3. P. 207–247
  41. 41. Shi Y., Zang S., Matsunaga T., Yamaguchi Y. A multiyear and high-resolution inventory of biomass burning emissions in tropical continents from 2001–2017 based on satellite observations // J. Cleaner Production. 2020. 270, 122511. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122511
  42. 42. Sukhinin A.I., French N.H.F., Kasischke E.S., Hewson J.H., Soja A.J., Csiszar I.A., Hyer E.J., Loboda T., Conrad S.G., Romasko V.I., Pavlichenko E.A., Miskiv S.I., Slinkina O.A. AVHRR-based mapping of fires in Russia: New products for fire management and carbon cycle studies // Remote Sensing of Environment. v. 93 (2004). pp. 546 – 564.
  43. 43. Wiedinmyer C., Akagi S.K., Yokelson R.J., Emmons L.K., Al-Saadi J.A., Orlando J.J., Soja A.J. The Fire INventory from NCAR (FINN): a high-resolution global model to estimate the emissions from open burning // Geosci. Model Dev., 4, 625–641. https://doi.org/10.5194/gmd-4-625-2011
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library