Вовед

Шумските пожари претставуваат значителна еколошка закана, предизвикувајќи огромна штета на екосистемите, имотите и здравјето на луѓето. Во јули 2024 година разорен шумски пожар избувна на планината Серта. За да се процени еколошкото влијание од овој пожар беше спроведена детална анализа користејќи податоци од сателитите Sentinel-2 и Sentinel-5P, обработени во Google Earth Engine (GEE). Оваа анализа дава увид во прогресијата на шумскиот пожар, обемот на изгорената површина и поврзаното влијание врз квалитетот на воздухот, особено во однос на концентрациите на јаглерод моноксид (CO).

Sentinel сателити за анализа на шумски пожари

Sentinel-2 и Sentinel-5P се дел од програмата Copernicus на Европската Унија, дизајнирана за мониторинг на Земјината површина и атмосферата. Sentinel-2, опремен со мултиспектрален сензор, снима високорезолуциски фотографии низ 13 спектрални канали, што го прави идеален за мониторинг на вегетацијата, класификација на земјиштето и детекција на еколошки промени. Една клучна примена на Sentinel-2 сателитот е можноста за пресметката на Нормализираниот изгорен сооднос (анг. Normalized burn ratio – NBR, во понатамошниот текст NBR). NBR e индекс што се користи за идентификација на изгорени области и проценка на сериозноста на пожарите.

Sentinel-5P, пак, е фокусиран на мониторинг на атмосферата. Неговиот инструмент TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) мери разни гасови, вклучувајќи јаглероден моноксид (CO), азотен диоксид (NO₂) и аеросоли. Мерењата на CO се особено важни за проценка на влијанието на шумските пожари врз квалитетот на воздухот, бидејќи CO е производ на непотполно согорување и може да биде штетен по здравјето на луѓето.

Модел за детекција на шумски пожари и пресметка на изгорената површина

За детекцијата на шумските пожари и за пресметката на изгорената површина беше развиен модел во Google Earth Engine. Овој модел користеше Sentinel-2 фотографии за пресметка на NBR индексот во одредени датуми за време на прогресијата на шумскиот пожар. NBR индексот се пресметува со користење на следната формула:

каде што:

NBR – нормализиран изгорен сооднос;

NIR – блиско инфрацрвено подрачје (број на спектрален канал 8a во Sentinel-2 сателитот со централна бранова должина од 865 nm и просторна резолуција од 20 m);

SWIR – кратко инфрацрвено подрачје (број на спектрален канал 12 во Sentinel-2 сателитот со централна бранова должина од 2190 nm и просторна резолуција од 20 m).

За потребите на оваа анализа беше изработен модел со кој беа пресметани NBR вредности во анализираната област на планината Серта, беа класифицирани изгорените области и се пресмета изгорената површина низ анализираниот временски период. Кумулативниот развој на изгорените површини беше следен на пет клучни датуми: 6 јули, 11 јули, 16 јули, 21 јули и 26 јули 2024 година.

Визуaлизација на прогресијата на шумскиот пожар и кумулативниот развој на изгорената површина

Прогресијата на шумскиот пожар на планината Серта беше анализирана со користење на фотографии од Sentinel-2 сателитот, кои ги прикажуваат клучните моменти во развојот на пожарот. Овие фотографии, обезбедуваат визуелен приказ на ширењето на пожарот и неговото разорно влијание врз пејзажот (слика 1 а, б, в, г, д).

Слика 1. а-д) Прогресијата на шумскиот пожар низ анализираниот временски интервал; ѓ) Движење и концентрација на CO во околината на пожарот на 17.7.2024 год.

Направената анализа која е прикажана со помош на фотографии јасно ги илустрира фазите на прогресијата на пожарот, заедно со кумулативен график што ја прикажува вкупната погодена површина низ анализираниот временски период. Графиконот 1 јасно ја истакнува брзата експанзија на пожарот, особено помеѓу 11 јули и 26 јули 2024 година, кога пожарот значителни се зголеми.

Графикон 1. Кумулативна анализа на изгорената површина

Ваквата анализа не само што ја прикажува сериозноста на пожарот, туку ја потенцира и важноста на навремената интервенција и континуираниот мониторинг за време на вакви еколошки кризи.

Влијание врз квалитетот на воздухот: Мерење на јаглероден моноксид

Покрај следењето на изгорената површина, оваа студијата го процени и влијанието на пожарот врз квалитетот на воздухот користејќи податоци од Sentinel-5P (Слика 1-ѓ). На 17 јули 2024 година, градот Штип беше изложен на значителен чад од пожарот на планината Серта, што доведе до лош квалитет на воздухот и тешкотии при дишењето. На овој датум, концентрацијата на јаглероден моноксид во Штип со помош на Sentinel 5P сателитот беше измерена на 0.0388 mol/m², што укажува на зголемени нивоа на CO поради шумскиот пожар. Слика 1-ѓ ја покажува визуелно концентрацијата на CO на 17 јули 2024 година во регионот околу планината Серта, илустрирајќи го степенот на загадување.

Заклучок

Еколошката проценка на шумскиот пожар на планината Серта, спроведена со помош на податоците од Sentinel-2 и Sentinel-5P во Google Earth Engine, даде сознанија за прогресијата на пожарот, обемот на изгорената површина и поврзаните влијанија врз квалитетот на воздухот. Комбинацијата на сателитски податоци и алатки за обработка како Google Earth Engine овозможува ефикасно и прецизно следење на еколошките катастрофи, поддржувајќи навремено донесување одлуки и одговори поврзани со јавното здравје. Како што продолжуваме да го усовршуваме нашето разбирање за овие настани, овие алатки за анализа ќе станат сè повеќе витални во управувањето и ублажувањето на ефектите од шумските пожари.

Автор:

Проф. д-р Ванчо Аџиски, Факултет за природни и технички науки, Универзитет „Гоце Делчев“ – Штип