Ученые Томского политехнического университета разрабатывают геоинформационную систему для точного прогнозирования таких природных пожаров. Уже можно говорить, что на сегодняшний день разработка не имеет аналогов в мире.

По словам научного руководителя проекта, доцента кафедры теоретической и промышленной теплотехники ТПУ Николая Барановского, на сегодня ни в России, ни за рубежом не существует эффективных технологий мониторинга и прогнозирования возгораний, возникающих в результате грозовой активности, так как в основном специалисты используют в работе только статистические данные. Модели на их основе просто не работают при резких изменениях погоды.

- Сегодня в России действует государственный стандарт в области мониторинга пожароопасной ситуации, но он использует показатель Нестерова, разработанный еще в середине 20 века. Это очень простая формула, не учитывающая реальных процессов, протекающих при возникновении пожара: высыхание, зажигание, удары молний, а также резкие изменения климата, - рассказывает Николай Барановский.

На развитие своего проекта политехники уже получили поддержку Российского фонда фундаментальных исследований, грант фонда рассчитан на три года.

Пожар замедленного действия

Ученые Томского политеха предлагают включить в модель прогнозирования данные о том, какие породы деревьев преобладают на конкретной территории, учитывать грозовую активность в данной местности - как часто проходят грозы, метеорологические условия, химию и физику самого процесса возгорания древесины.

- Чтобы произошло возгорание, нужен грозовой разряд именно класса "облако-земля", когда разряд доходит до земли, - поясняет ученый. - От удара частицы древесины нагреваются, они падают на лесную подстилку - начинается тление, которое перерастает в низовой пожар. И если поднимется сильный ветер, низовой пожар может превратиться в верховой и нанести серьезный ущерб лесному фонду, животным и людям. То есть возгорание зачастую происходит не сразу после удара молнии. Это важная особенность, которая при точном прогнозировании дает специалистам время для реагирования и предотвращения пожаров.

В вузе уже разработали группы математических моделей, позволяющих предсказывать возникновение возгорания. Исследователи создали программы, которые моделируют сам процесс воспламенения деревьев, учитывают, как разлетаются горячие частицы древесины по сухой лесной подстилке, как воспламеняется сухая растительность. Эти наработки станут частью большой геоинформационной системы, ею смогут пользоваться, например, специалисты авиалесоохраны, сотрудники лесничеств. Система будет представлять собой карту, на которой отмечены районы, где с большей вероятностью может произойти возгорание из-за грозы. В своих исследованиях по Томской области ученые используют данные Тимирязевского лесничества.

Источником данных по грозовой активности в работе политехников является Всемирная сеть локализации молний WWLLN. Эти данные томским ученым предоставляют коллеги из Горно-Алтайского государственного университета. Но недавно политехники и координаторы сети начали прорабатывать вопросы создания станции приема данных WWLLN уже на базе Томского политеха. Если станция будет создана, Томск станет еще одной точкой в России, где идет прием данных WWLLN.

- Создание станции приема в Томске позволит значительно повысить точность данных сети WWLLN, особенно в Сибири и на Алтае, так как все станции планеты действуют как единая сеть сенсоров, - говорит Николай Барановский. - И здесь у ТПУесть шансы попасть в мировую коллаборацию WWLLN наряду с такими уважаемыми организациями, как Массачусетский технологический институт и Лос-Аламосская национальная лаборатория.

Минимизировать ущерб

Несмотря на то что проект политехников региональный и ученые вуза в основном работают с данными по Томской области, они уже проверили свои наработки в других регионах.

- Некоторые наши наработки уже протестировали в авиалесоохране в городе Пушкино Московской области. Это были более простые формулы, и, к сожалению, их опробовали уже после сильных пожаров 2010 года. Но ретроспективный мониторинг показал, что система дала прогноз по 42 % возгораний с вероятностью 0,8, а ведь 1 - это максимум. То есть, если бы разработка была внедрена раньше, она помогла бы сократить ущерб на 30-50 %, - подсчитали исследователи.

Также политехники провели пробные исследования по использованию вероятностных критериев в коллаборации с партнерами из Украины, которые разрабатывают веб-ориентированную систему оценки риска от лесных пожаров. К проекту уже проявили интерес исследователи из Японии, Испании и Тайваня.

- Да, исследования в этой области ведутся и в США, и в Канаде, и в Китае, где проблема лесных пожаров очень актуальна, - добавляет ученый. - Но Томский политех сегодня является признанным лидером в области физически обоснованного прогнозирования природных пожаров, так как мы учитываем большое количество факторов при моделировании сценариев возгорания, и в основе исследований серьезная фундаментальная школа. Ряд членов научного коллектива, работающего по проекту, входят в состав ведущей научной школы, возглавляемой профессором Гением Кузнецовым. Это доказывает интерес со стороны научного сообщества к нашим наработкам.

Подготовила Александра Лисовая

Источники

Грозовой удар
За кадры (za-kadry.tpu.ru), 07/06/2017

Похожие новости

  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    688
  • 24/04/2017

    В Томске объявлена аккредитация журналистов на форум U-NOVUS - 2017

    ​Для получения аккредитации журналистов на форум U-NOVUS - 2017 нужно заполнить регистрационную форму участника на сайте форума. Как сообщили НИА Томск в администрации Томской области, журналистам, планирующим освещать работу форума, при заполнении графы "Форма участия" необходимо выбрать категорию "СМИ" и указать наименование СМИ.
    362
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    1012
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    852
  • 07/08/2017

    Магистрант ТПУ будет разрабатывать алгоритмы для работы с большими данными

    ​Абитуриент Томского политехнического университета Алексей Кульневич - выпускник Северного (Арктического) федерального университета имени имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) - стал победителем олимпиады "Прорыв".
    166
  • 04/09/2017

    Томские ученые разработали новую программу «Медицина будущего»

    ​Ученые ТГУ и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработают новую комплексную программу для технологической платформы "Медицина будущего". Такое решение было принято на форуме "Армия-2017", в рамках которого прошел круглый стол об аддитивных технологиях в медицине.
    260
  • 09/02/2016

    Как в ТПУ создают 3D-томографы для мышей и самолетов

    Томский политех (ТПУ) в День российской науки открыл Центр объемной реконструкции, где ученые будут создавать томографы для изучения самых маленьких объектов.Как, например, для мышей и пиропатронов, так и крупногабаритных - самолетных двигателей и крупных элементов.
    1047
  • 25/04/2017

    Молодые ученые обсудят в ТПУ Стратегию научно-технологического развития России

    ​В рамках форума молодых ученых U-NOVUS в Томском политехническом университете пройдет проектная сессия «Совместные инициативы молодых ученых и бизнес-сообщества как инструмент реализации целей Стратегии научно-технологического развития России и Национальной технологической инициативы».
    407
  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    505
  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    236