Metsade ja maastike tuleohtlikkuse hindamine Eestis

Kevade saabudes, lume sulades ja ilmade soojenedes tõstab metsades ja maastikel pead tuleoht. Nii eluslooduse kui ka inimeste vara ja elu kaitseks on maailmas välja töötatud mitmeid arvutusmeetodeid tuleohtlikkuse hindamiseks ja jälgimiseks. Eesmärk on tõhustada nii hoiatus- ja ennetustööd kui ka kiiret reageerimist juba tekkinud tulekahjule.

Metsade ja maastike tuleohtlikkus sõltub mitmest tegurist. Üks oluline tegur on ilmastik. Kõrge õhutemperatuur, vähene vihm, tugev tuul ja pikad kuivaperioodid suurendavad tuleohtu ning soodustavad seeläbi metsa ja maastike süttimist ning tule levikut. Teine oluline tegur on põlevmaterjali hulk ja tüüp. Suurem tuleoht esineb piirkondades, kus asuvad okaspuumetsad ning kus metsaalune on kaetud langenud puude ja rohke risumaterjaliga. Tule suhtes tundlikumad on ka turbaalad, põllu- ja rohumaad (kevadine kulu). Põleng võib tekkida looduslikel põhjustel, ent sagedamini võivad inimtegevused, nagu metsamajandus, teede ehitamine ja lõkke tegemine, kergesti tulekahjusid esile kutsuda.

Tuleohu hindamise ajalugu Eestis

Eestis hakati metsade ja maastike tuleohtlikkust hindama ja tuleohu indeksit arvutama 1950. aastal Nesterovi meetodi järgi. Arvutusmetoodika töötas välja vene teadlane ja metsandusvaldkonna spetsialist Valentin Nesterov 1949. aastal. Nesterovi metoodika on olnud aastakümneid kasutusel ja kuigi selle põhjal arvutatud tuleohu indeksite väljund on aja jooksul palju muutunud, on meetod siiani võimaldanud kevad-suvisel perioodil hinnata tuleohtu, koostada hoiatusi ning informeerida nii elanikkonda kui ka vastutavaid ametkondi.

Nesterovi metoodikal põhinev tuleohu indeks võtab arvesse õhutemperatuuri, õhuniiskust, sademete hulka, eelmise päeva indeksi väärtusi ja üldist fenoloogilist olukorda. Viimasest sõltub, kas tuleoht on kuvatud kevadise või suvise skaala järgi. Tuleohu arvutamist alustatakse kevadel, kui lumikate on täielikult sulanud ja suvisele skaalale lülitutakse sõltuvalt looduse fenoloogilisest arengust. Tuleohu hindamine lõppeb sügiseste sadude ja jahedate ilmade saabumisega. Indeksit arvutatakse üks kord päevas, kasutades 23 meteoroloogiajaama andmeid ja vastavat valemit:

T_n

Tn – õhutemperatuur eelmisel päeval n kell 12:00 UTC

Tdn – kastepunkti temperatuur eelmisel päeval n kell 12:00 UTC        

N – kuivade päevade arv

T n-T dn – õhuniiskuse defitsiit  

Sademete hulk võetakse arvesse viimase 24 tunni summana (06:00-06:00 UTC) ja tuleoht väheneb sõltuvalt saju kogusest. Väikese indeksi korral piisab nõrgemast sajust, kõrgemate näitude juures (alates 3000) muutub indeksi väärtus nulliks, kui 24 tunni jooksul on sadanud vähemalt 10 mm. Tuleohu indeksit summeeritakse kuni saju alguseni, sajuga see kahaneb ja kui indeksi väärtus jõuab nulli, alustatakse arvutamist uuesti.

Alates 2007. aastast koostatakse eelpool kirjeldatud arvutuste alusel digitaalseid tuleohukaarte. Kaardid valmivad pildifailidena, need kuvatakse tuleohtlikul perioodil Keskkonnaagentuuri lehel ja arhiveeritakse. Kaardi koostamiseks arvutatakse esmalt tuleohu indeksid meteoroloogiajaamades ja seejärel interpoleeritakse tulemused kogu Eesti territooriumile. Protsess on automatiseeritud ja selle tulemuseks on jooksva päeva tuleohukaart. Tuleohu prognoosi lisavad sünoptikud teksti kujul, andes ülevaate järgmise nelja päeva võimalike arengute kohta.

Indeksite piirväärtuste põhjal jaotatakse tuleoht klassideks. Nesterovi meetodi puhul on kasutusel 5 tuleohuklassi: tuleohtu ei ole (I), tuleoht on väike (II), keskmine (III), suur (IV) või äärmiselt suur (V). Oluline on teada, et kevad- ja suveperioodil kehtivad ohuklasside jaoks erinevad piirväärtused – põhjuseks kuiva kulu suurem süttimisoht.

Image

Tuleohukaart ja ohuklassid on aluseks hoiatuste koostamisele. Kui tuleoht on 30% Eesti territooriumil tõusnud V klassini, siis antakse I taseme hoiatus. Kui tuleoht on tõusnud V klassini 60% Eesti territooriumil, antakse II taseme hoiatus ja kõige kõrgem ehk III tase saavutatakse, kui tegemist on ulatuslike metsatulekahjudega. Tuleohukaart ja hoiatused annavad olulist teavet nii Päästeametile ennetustegevuse korraldamiseks ja piirangute koostamiseks kui ka teistele ametkondadele ja kodanikele oma tegevuste planeerimiseks.

Eesti jaoks on välja töötatud uus tuleohukaart

2025. aastal toimub Keskkonnaagentuuris tuleohu hindamises oluline muudatus. Nesterovi meetodil toodetud tuleohukaart ei vasta enam tänapäevastele ootustele ja vajadustele, seda nii lähteandmete vähesuse kui ka indeksite interpoleerimise tõttu. Samuti ei võimalda kasutuses olev meetod teaduslikel eesmärkidel andmeid Euroopa tulemustega võrrelda ega tule käitumist ja põlengutest tekkinud kahjusid hinnata. Tuleohu hindamise süsteemi ajakohastamiseks minnakse üle Kanada FWI (Fire Weather Index) meetodile, mis pakub rohkem alternatiive. Oluliselt kasvab kasutatavate ilmaandmete ruumiline lahutus.

Esimesed sammud uuele meetodile üleminekuks tehti aastatel 2019-2020 RITA projekti raames (RITA1/02-52 „Kaugseire andmete kasutuselevõtt avalike teenuste väljatöötamisel ja arendamisel“). Kaasaegsete lahenduste otsingute tulemusena loodi prototüübid, mis võimaldavad tuleohu riski tõepärasemalt ja detailsemalt hinnata, modelleerida tule levikut ja analüüsida nii põlengutest tekkinud kahjusid kui ka välditud kahjusid. Prototüübid põhinevad Kanadas 1970. aastatel rühma teadlaste poolt välja töötatud meetodil, mida on aastakümnete jooksul täiendatud. Sama meetodit kasutab Euroopa Metsatulekahjude Infosüsteem EFFIS (European Forest Fire Information System) ning mitmed Euroopa riigid on kohandanud kanadalaste arendatud metoodika enda tingimustele sobivaks, kasutades seda oma igapäevatöös.

Alates 2023. aastast osaleb Keskkonnaagentuur LIFE integreeritud projektis „Kliimamuutustega kohanemise tegevuste elluviimine Eestis“ (LIFE21-IPC-EE-LIFE-SIP AdaptEst/101069566). Laiahaardelise projekti raames sai võimalikuks RITA tuleohu hindamise prototüübi juurutamine asutuse operatiivtöösse ja tuleohukaardi kaasajastamine. Arendustöödes olid Keskkonnaagentuurile partneriteks Tartu Ülikool ja Keskkonnaministeeriumi Infotehnoloogiakeskus (KEMIT). Koostöö tulemusena valmis 2024. aasta lõpus uus tuleohukaardi infosüsteem.

Eesti jaoks kohandatud Kanada FWI (Fire Weather Index) indeksi arvutustes on sisendiks in situ meteojaamade andmed, numbriliste prognoosmudelite andmed (õhutemperatuur, õhuniiskus, tuule kiirus) ja ilmaradarite sajuandmed (24 h akumulatsioon). Kalkulatsiooni käigus arvutatakse esmalt viis vahetulemit, mida tulevikus saab kasutada tule leviku modelleerimisel ja kahjude analüüsimisel ning viimase sammuna lõpptulem FWI, millega hinnatakse tuleohu riski.

Vahetulemid on:

• FFMC – kirjeldab peenema põlevmaterjali niiskust
• DMC – kirjeldab niiskust väiksema tihedusega kõduneval orgaanilisel ainel
• DC – kirjeldab sügavama orgaanika niiskust
• ISI – kirjeldab potentsiaalse tulekahju leviku kiirust, kui kütteks on ainult peenem põlevmaterjal
• BUI – kirjeldab kõduneva ja sügavama orgaanika kihi kuivuse summaarset panust tuleohtlikkusele

Hinnangus kasutatakse kell 09:00 UTC laekuvaid andmeid ja arvesse võetakse ka eelmise päeva FWI vahetulemite väärtusi. Arvutused viiakse läbi kord päevas ühe ruutkilomeetrilise võrgustiku alusel, mille tulemusena saadakse detailse ruumilise lahutusega tuleohukaart.

Tuleohuklasse on Kanada FWI puhul kuus: väga madal (I), madal (II), mõõdukas (III), kõrge (IV), väga kõrge (V), äärmiselt kõrge (VI – viimane lisandus). Neile vastavad indeksite piirväärtused on kevadel (enne taimestiku fenoloogilist arengut) ja suvel erinevad. Ohuklassid on kohandatud Tartu Ülikooli teadlaste poolt Eesti tingimustele võimalikult sobivaks viisil, et seni kasutatud klasside ja uute klasside puhul oleks madal tuleoht ikka madal ja kõrge ikka kõrge. Klasside piirid on numbriliselt vanadest erinevad, sest FWI indeksi numbrilised väärtused on erinevad palju Nesterovi omadest.

Image

Uus tuleohukaart on interaktiivne veebirakendus, mis sisaldab erinevaid funktsionaalsusi. Rakenduse kõige olulisemad väljundid on üldistatud ja detailne tuleohukaart. Üldistused põhinevad kohalike omavalitsuste jaotusel, kus iga piirkonna kohta kuvatakse enim levinud ohuklass. Need on aluseks tuleohuga seotud hoiatuste ja piirangute koostamisel, kuid annavad ka kohalikele omavalitsustele parema ülevaate otsuste tegemiseks.

Kaarti suurendades, avaneb detailsem pilt, mis näitab tuleohtu iga ruutkilomeetrise võrguruudu kohta. Tuleohu analüüsväljale on lisatud järgmise kolme päeva prognoos ja hooaja arhiiv. Samuti on alles sünoptiku poolt koostatav tekst, mis annab hinnangu olukorrale. Oluline uuendus on Päästeameti poolt edastatav info piirangute kohta.

Aastate lõikes arhiveeritavad andmed on kättesaadavad Keskkonnaportaali avaandmete keskkonnas KAIA. Andmeid on võimalik alla laadida erinevates failiformaatides (NPY, CSV, GeoTIFF, GeoJSON, PNG).

Tuleohukaardi visualiseering Keskkonnaagentuuri kodulehel

Kanada FWI meetodile üleminek annab võimaluse pakkuda üksikasjalikumat ja usaldusväärsemat teavet metsade ja maastike tuleohtlikkuse kohta, aidates seeläbi teha paremaid otsuseid nii erinevatel ametiasutustel kui ka tavakodanikel. Tulevikus võimaldab uus metoodika pakkuda veelgi rohkem informatsiooni. Arendustööde jätkudes, on plaanis rakendada operatiivtöösse nii tule käitumise kui ka kahjude hindamise prototüübid. Esimene aitaks tule levikut prognoosida ja paremini hallata põlenguid, teine aga võimaldaks tuvastada põlenud alasid ja kahjusid ökosüsteemidele.

Allikad:

• https://www.ilmateenistus.ee/ilmatarkus/publikatsioonid/eesti-ilma-riskid/ 
• https://www.ilmateenistus.ee/ilmatarkus/kasulik-teada/hoiatuste-kriteeriumid/ 
• https://datadoi.ee/handle/33/318 
• http://cwfis.cfs.nrcan.gc.ca/background 
• https://www.frames.gov/documents/alaska/c5/files/FWI-history.pdf

Autor: Keskkonnaagentuuri projektispetsialist Maile Meius