- Введение
Барановский Николай Викторович. Введение в прогнозирование лесной пожарной опасности.
Уважаемые слушатели Вашему вниманию предлагается аудиокнига «Введение в прогнозирование лесной пожарной опасности». Автор книги – Барановский Николай Викторович, кандидат физико-математических наук, доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики Национального исследовательского Томского политехнического университета.
Аудиокнига подготовлена и издана в рамках научного проекта 17-29-05093 при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Материал, представленный в настоящей аудиокниге, собран и получен при выполнении исследовательских проектов Российского фонда фундаментальных исследований: 17-29-05093 «Разработка методов мониторинга лесной пожарной опасности обусловленной антропогенной нагрузкой в бассейне озера Байкал», 16-41-700831 «Разработка технологий мониторинга и прогнозирования лесопожарного состояния территории в условиях грозовой активности на примере Тимирязевского лесничества Томской области», 12-08-33002 «Разработка научных основ общей теории зажигания твердых, жидких и гелеобразных конденсированных веществ при локальном нагреве», 99-01-00363 «Общая математическая модель и предельные условия возникновения и распространения лесных пожаров», 02-01-00714 «Математическое моделирование влияния лесных пожаров на устойчивое функционирование городов, поселков и различных производств, расположенных на территориях, покрытых лесом».
Структура аудиокниги содержит следующие разделы:
Трек 01 – Введение,
Трек 02 – Грозовая активность,
Трек 03 – Антропогенная нагрузка,
Трек 04 – Типы лесных горючих материалов,
- Высокопроизводительные вычисления
Необходимость применения параллельных вычислительных технологий и высокопроизводительных вычислительных систем в области охраны лесов от пожаров диктуется следующими причинами:
Первое. Если речь идет о предотвращении уничтожения государственного лесного фонда и загрязнения атмосферы продуктами пиролиза и горения лесных горючих материалов, то при оценке вероятности возникновения очагов пожаров и выработке прогноза развития лесопожарной обстановки следует учитывать такой критический параметр, как период индукции катастрофы (наступление неблагоприятной лесопожарной обстановки). Чем он больше, тем больше времени у служб охраны лесов провести подготовительные мероприятия и осуществить превентивные меры, направленные на снижение ожидаемого экономического, экологического ущерба и гибели или травмирования населения.
Второе. В случае оценки вероятности перехода лесного пожара на территорию населенного пункта или технологического объекта, расположенного в лесопокрытой зоне, также встает вопрос о запасе ресурса времени для осуществления мероприятий по снижению ущерба. В данном случае периодом индукции катастрофы будет время распространения фронта лесного пожара от очага возгорания до стратегического объекта.
Использование распараллеливания вычислений позволяет оперировать большими объемами анализируемой информации и значительно сократить время выработки прогноза лесопожарной обстановки.
Данный раздел содержит минимально необходимые сведения об аппаратном и программном обеспечении высокопроизводительных вычислений на системах параллельной структуры. При подготовке настоящего раздела помимо печатных источников были использованы материалы Информационно-аналитического центра по параллельным вычислениям www.parallel.ru .
Применение многопроцессорных вычислительных систем позволяет начать решать недоступные до этого времени задачи большого размера, приступить к математическому моделированию сложных физических явлений, химических процессов, технических устройств. Сегодня суперкомпьютеры стали универсальным и незаменимым технологическим инструментом как в научно-исследовательской, так и в практической деятельности.
В настоящее время существует большое количество высокопроизводительных систем, и специалист, работающий в области параллельных вычислений, должен обладать хотя бы минимальными знаниями архитектуры параллельных вычислительных систем. Следует отметить, что использование для программирования нестандартных средств ведет к проблемам при переносе параллельных программ.
Основными чертами параллельного программирования являются высокая эффективность программ, применение специальных приемов и средств программирования, а в результате более высокая трудоемкость программирования, проблемы с переносимостью программ. Эффективность параллельной программы существенно зависит от соотношения времени вычислений и времени коммуникаций между компьютерами. И чем меньше доля времени, затраченного на коммуникации, в общем времени вычислений, тем больше эффективность.
- Зарубежная библиография - Часть 1
1. Deeming, Burgan, Cohen. The National Fire-Danger Rating Sys¬tem. USDA Forest Service, General Technical report. INT-39, 1978.
2. Garcia Diez, Rivas Soriano, de Pablo, Garcia Diez. Prediction of the daily number of forest fires // International Journal of Wildland Fire. 2000. Volume 9.
3. Viegas, Bovio, Ferreira et al. Comparative study of various methods of fire danger evaluation in Southern Europe // International Journal of Wildland Fire. 2000. Volume 10.
4. Van Wagner. Development and structure of the Canadian Forest Fire Weather Index System. Canadian Forest Service. Technical report 35. 1987.
5. Alexander, Lawson, Stocks, Van Wagner. User guide to the Canadian Forest Fire Behaviour Prediction System: rate of spread relationships. Canadian Forest Service Fire Danger Group, 1984.
6. Burgan, Rothermel. Behave: fire behaviour prediction and fuel modeling system — fuel subsystem. USDA Forest Service. General Technical Re¬port INT-167. 1984.
7. Sandberg, Ottmar, Cushon. Characterizing fuels in the 21st cen¬tury. International Journal of Wildland Fire. 2001. Volume 10.
8. Byram. Combustion of forest fuels. Forest fire control and use. New York: McGraw-Hill, 1959.
- Зарубежная библиография - Часть 2
44. Hallenbeck. Forecasting precipitation in percentages of probability. Monthly Weather Review. 1920. Volume 48.
45. Brier. Verification of a Forecaster’s Confidence and the use of probability statements in weather forecasting. US Weather Bureau. Research Paper N 16. Washington, 1944.
46. Nott, Dunsmuir, Kohn, Woodcock. Statistical correction of a deterministic numerical weather prediction model. Journal of American Statis¬tical Association. 2001. Volume 96.
47. Tolstykh. Global semi-Lagrangian atmospheric model based on compact finite-differences and its implementation on a parallel computer: INRIA Research Report N 3080. Theme 4. INRIA. France, 1997.
48. Kristjansson. Initialization of cloud water in a numerical weather prediction model. Meteorology and Atmospheric Physics. 1992. Volume 50.
49. Geleyn, Bazile, Bougeault et al. Atmospheric parameterization schemes in Meteo-France’s ARPEGE N.W.P. model. Parameterization of Subgrid-Scale Physical Processes. ECMWF Seminar 1994. Reading, UK, 1995.
50. Huth, Mladek, Metelka et al. On the integrability of limited-area numerical weather prediction model ALADIN over extended time periods. Studia Geophysica et Geodaetica. 2003. Volume 47.
51. Bubnová, Hello, Bénard, Geleyn. Integration of the fully-elastic equations cast in the hydrostatic pressure terrain-following coordinate in the framework of the ARPEGE/ALADIN NWP system. Monthly Weather Review. 1995. Volume 123.
- Русскоязычная библиография - Часть 1
1. Управление лесными пожарами на экорегиональном уровне. Материалы Международного научно-практического семинара (Хабаровск. Россия. 9—12 сентября 2003 года). Москва: Издательство Алекс, 2004 год.
2. Мур. Огонь: разрушительная или созидательная сила? В книге Impact of Sci¬ence of Society. 1982 год.
3. Софронов и Вакуров. Огонь в лесу. Новосибирск: Издательство Наука, Сибирское отделение, 1981 год.
4. Паневин и Данченко. Дифференцированный подход к борьбе с лесными пожарами В сборнике Сопряженные задачи механики, информатики и экологии: Материалы Международной конференции. Томск: Издательство Томского университета. 2002 год.
5. Валендик, Матвеев, Софронов. Крупные лесные пожары. Москва: Издательство Наука, 1979 год.
6. Будыко. Климат в прошлом и будущем. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1980 год.
7. Волокитина и Софронов. Классификация растительных горючих материалов. Журнал Лесоведение. 1996 год. Номер 3.
8. Волокитина, Климушин, Софронов. Технология составления крупномасштабных карт растительных горючих материалов: Практи-ческие рекомендации. Издано Институтом леса Сибирского отделения Российской академии наук. Красноярск, 1995 год.