RU2716582C2 - Method of determining risk of air pollution in moscow by combustion products formed during peat-bog fires - Google Patents
Method of determining risk of air pollution in moscow by combustion products formed during peat-bog fires Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716582C2 RU2716582C2 RU2019109097A RU2019109097A RU2716582C2 RU 2716582 C2 RU2716582 C2 RU 2716582C2 RU 2019109097 A RU2019109097 A RU 2019109097A RU 2019109097 A RU2019109097 A RU 2019109097A RU 2716582 C2 RU2716582 C2 RU 2716582C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moscow
- peat
- fire
- bogs
- risk
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C2/00—Fire prevention or containment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
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.The present invention relates to the field of methods for determining the risk of natural disasters associated with large-scale weather and climate anomalies, and more particularly, to methods for determining the risk of natural hazards of a significant scale, which may result in a threat to human life and health. Dangerous natural phenomena of this kind include peat fires. In peat fires over a long period of time, a large amount of pollutants that adversely affect human health are emitted into the atmosphere [1-3], which can be transported over long distances [4] and pose a threat to the health of urban residents. The problem of determining the risk of air pollution from combustion products from peat fires is especially acute for Moscow: firstly, because of the swampiness of the territory surrounding Moscow, and secondly, because of the large number of people whose health will be in jeopardy under adverse combination of meteorological conditions.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
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.Known technical solutions proposed for the detection of situations, the further development of which may lead to a peat fire, suggest the creation of a network of observations. In an integrated system for monitoring and protecting peat bogs from fire, protected in 2011 by a utility model patent [5], it is proposed to cover the peat bog with a network of measuring wells with groundwater level sensors and measuring rods with temperature sensors. In the method of monitoring peat bogs for protection against fire, protected by the invention patent in 2017, [6], it is proposed to determine the fire hazard of the peat deposit “non-contact” using quadrocopters based on measurements of temperature and humidity at two altitude levels. A common drawback of these technical solutions is the unjustifiably high level of costs associated with the creation and operation of an observation network.
Технический результат предлагаемого нами изобретения заключается в определении риска загрязнения воздушного бассейна Москвы продуктами горения, образующимися при торфяных пожарах, без создания специализированной сети наблюдений.The technical result of our invention is to determine the risk of contamination of the Moscow air basin with combustion products generated during peat fires without creating a specialized observation network.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Для достижения искомого технического результата нами были учтены следующие обстоятельства, создающие предпосылки для новых технологических решений:To achieve the desired technical result, we took into account the following circumstances, creating the prerequisites for new technological solutions:
1. Появление в открытом доступе оперативных данных (near-real-time data) о состоянии атмосферы с достаточно высоким пространственным разрешением и глобальным покрытием [7].1. The appearance in the public domain of operational data (near-real-time data) on the state of the atmosphere with a fairly high spatial resolution and global coverage [7].
2. Публикация в открытой печати метода для расчета доли площади водосбора, где условия увлажнения соответствуют условиям, необходимым для накопления торфяных отложений [8].2. Publication of a method for calculating the fraction of the catchment area, where the moistening conditions correspond to the conditions necessary for the accumulation of peat deposits [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):The desired technical result is achieved by the fact that the proportion of the area of wetlands in a fire hazard state, I определяется , is determined by weather data between the first of March of the current year and the date of determination of the fire hazard (hereinafter referred to as the settlement period):
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:where ƒ P, 0 is the fraction of the catchment area, where, under normal climatic conditions, humidification conditions correspond to the conditions necessary for the accumulation of peat deposits; ƒ P is the fraction of the catchment area, where under abnormal climatic conditions, the humidification conditions correspond to the conditions necessary for the accumulation of peat deposits:
ƒP,0=min[1; max [1-(1-ƒP,0)(WPE0/WPE); 0]]ƒ P, 0 = min [1; max [1- (1-ƒ P, 0 ) (WPE 0 / WPE); 0]]
где WPE0 - избыточное увлажнение при нормальных климатических условиях за расчетный период, определяемое как разность между осадками и испарением:where WPE 0 is the excess humidification under normal climatic conditions during the calculation period, defined as the difference between precipitation and evaporation:
WPE0=Р0 - 0.7Е0WPE 0 = P 0 - 0.7E0
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.where P 0 is the amount of precipitation, and E 0 is the volatility during the calculation period under normal climatic conditions, and WPE is the excess moisture during abnormal climatic conditions during the calculation period.
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.Since the immediate causes of peat fires are random events, such as careless handling of fire or a lightning strike, a fire hazard condition does not always end with a peat fire. Nevertheless, there is reason to believe that the more peat bogs are in a fire hazard condition, the greater the likelihood of a peat fire in the territory surrounding Moscow, and, accordingly, the higher the risk of contamination of the Moscow air basin with combustion products resulting from peat fires. Therefore, the risk is defined as high if more than 75% of the swamps are in a fire hazard, as above average, if more than 50-75% of the swamps are in a fire hazard, how lower than average if more than 25-50% of the swamps are in a fire hazard, and how low if less than 25% of the swamps are in a fire hazard.
ВОЗМОЖНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИOPPORTUNITY TO IMPLEMENT
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.The feasibility of the proposed method has been demonstrated on historical data on monthly average values of air temperature and precipitation in the period 2001-2010, as well as in 1992 and 1972 in cells of the geographic grid of coordinates of 30-minute resolution, as well as data on the fraction of the area of bogs in cells of the geographic grid coordinates 6-minute resolution. In FIG. Figure 1 shows the results of determining the risk of air pollution in Moscow on August 1 of the corresponding year. The shaded columns correspond to those years when the risk of air pollution in Moscow was identified as high. The fact that during these years there was a noticeable smoke in the Moscow air basin [9-10], demonstrates the possibility of implementing the proposed method for determining the risk of contamination of the Moscow air basin with combustion products resulting from peat fires.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
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.11044221. Johnston, FH, Henderson, SB, Chen, Y., Randerson, JT, Marlier, M., DeFries, RS, Kinney, P., Bowman, DMJS, 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/10.1186/1743-8977-11-292. Kim, YH, Tong, H., Daniels, M., Boykin, E., Krantz, QT, McGee, J., Hays, M., Kovalcik, K., Dye, JA, Gilmour, MI, 2014. Cardiopulmonary toxicity of peat wildfire particulate matter and the predictive utility of precision cut lung slices. Part. Fiber 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.10032063. Rappold, AG, Stone, SL, Cascio, WE, Neas, LM, Kilaru, VJ, Carraway, MS, Szykman, JJ, Ising, A., Cleve, WE, Meredith, JT, Vaughan-Batten, H., Deyneka, L., Devlin, RB, 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/S1028334X111200144. Golitsyn, GS, Gorchakov, GI, Grechko, EI, Semoutnikova, EG, Rakitin, VS, Fokeeva, EV, Karpov, AV, Kurbatov, GA, Baikova, ES, Safrygina, TP, 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), 2011.5. Evgrafov A.B., Scherbakov P.S., Klimakhin V.Yu. Integrated monitoring system and protection of peat bogs from fire // Official Bulletin “Inventions. Utility Models ”, No. 20, RU 106542 U1 (dated July 20, 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), 2017.6. Kaplan B.Yu. A method for monitoring peatlands for protection against fire // Official Bulletin “Inventions. Utility Models ”, No. 20, RU 2625706 C1 (dated July 18, 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.pdf7. 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]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. 357-362.9. 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, No. 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. 672-681.10. Elansky N.F. et al. Gaseous admixtures in the atmosphere over Moscow during the 2010 summer // Izv. Atmos. Ocean Phys. 2011. Vol. 47, No. 6. P. 672-681.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019109097A RU2716582C2 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Method of determining risk of air pollution in moscow by combustion products formed during peat-bog fires |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019109097A RU2716582C2 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Method of determining risk of air pollution in moscow by combustion products formed during peat-bog fires |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019109097A3 RU2019109097A3 (en) | 2020-02-25 |
RU2019109097A RU2019109097A (en) | 2020-02-25 |
RU2716582C2 true RU2716582C2 (en) | 2020-03-12 |
Family
ID=69631186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019109097A RU2716582C2 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Method of determining risk of air pollution in moscow by combustion products formed during peat-bog fires |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2716582C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6364026B1 (en) * | 1998-04-01 | 2002-04-02 | Irving Doshay | Robotic fire protection system |
RU67872U1 (en) * | 2007-05-14 | 2007-11-10 | Алексей Владимирович Евграфов | PEAT TEMPERATURE TEMPERATURE MONITORING SYSTEM |
CN106710121A (en) * | 2017-02-28 | 2017-05-24 | 桂林电子科技大学 | Forest fire positioning device based on bionic inductor |
RU2625706C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-07-18 | Борис Юхимович Каплан | Method for monitoring peatlands for protection against fire |
-
2019
- 2019-03-27 RU RU2019109097A patent/RU2716582C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6364026B1 (en) * | 1998-04-01 | 2002-04-02 | Irving Doshay | Robotic fire protection system |
RU67872U1 (en) * | 2007-05-14 | 2007-11-10 | Алексей Владимирович Евграфов | PEAT TEMPERATURE TEMPERATURE MONITORING SYSTEM |
RU2625706C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-07-18 | Борис Юхимович Каплан | Method for monitoring peatlands for protection against fire |
CN106710121A (en) * | 2017-02-28 | 2017-05-24 | 桂林电子科技大学 | Forest fire positioning device based on bionic inductor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019109097A3 (en) | 2020-02-25 |
RU2019109097A (en) | 2020-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Trends of extreme precipitation in eastern China and their possible causes | |
Fogt et al. | Decadal variability of the ENSO teleconnection to the high-latitude South Pacific governed by coupling with the southern annular mode | |
Wuebbles et al. | Our globally changing climate | |
Fairlie et al. | The impact of transpacific transport of mineral dust in the United States | |
O’Reilly et al. | The influence of the Gulf Stream on wintertime European blocking | |
Conard et al. | Wildfire in Russian boreal forests—Potential impacts of fire regime characteristics on emissions and global carbon balance estimates | |
Emanuel | The Hurricane—climate connection | |
Brasseur et al. | Impact of climate change on the future chemical composition of the global troposphere | |
Tarasick et al. | Quantifying stratosphere-troposphere transport of ozone using balloon-borne ozonesondes, radar windprofilers and trajectory models | |
Jaffe et al. | Sources, fate and transport of atmospheric mercury from Asia | |
Fiedler et al. | How important are atmospheric depressions and mobile cyclones for emitting mineral dust aerosol in North Africa? | |
Zongxing et al. | Spatial and temporal trend of potential evapotranspiration and related driving forces in Southwestern China, during 1961–2009 | |
Cowan et al. | Forecasting the extreme rainfall, low temperatures, and strong winds associated with the northern Queensland floods of February 2019 | |
Nieto et al. | Lightning-caused fires in Central Spain: Development of a probability model of occurrence for two Spanish regions | |
Zongxing et al. | Decreasing trend of sunshine hours and related driving forces in Southwestern China | |
Vadeboncoeur et al. | Systematic variation in evapotranspiration trends and drivers across the Northeastern United States | |
Vajda et al. | Assessment of forest fire danger in a boreal forest environment: description and evaluation of the operational system applied in F inland | |
Chevillard et al. | Transport of 222Rn using the regional model REMO: a detailed comparison with measurements over Europe | |
Ji et al. | Potential climate effect of mineral aerosols over West Africa. Part I: model validation and contemporary climate evaluation | |
Oloruntade et al. | Rainfall trends and variability over Onitsha, Nigeria | |
Zhang et al. | Predictability of the western North Pacific subtropical high associated with different ENSO phases in GloSea5 | |
Trnka et al. | Observed and expected changes in wildfire-conducive weather and fire events in peri-urban zones and key nature reserves of the Czech Republic | |
Winter et al. | 2chapter | |
Cisneros et al. | Analysing the effects of the 2002 McNally fire on air quality in the San Joaquin Valley and southern Sierra Nevada, California | |
RU2716582C2 (en) | Method of determining risk of air pollution in moscow by combustion products formed during peat-bog fires |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210328 |