Тенденції кліматичних змін і торф’яні пожежі в Полтавській області: візуальне зіставлення за допомогою Google Earth Engine

Abstract

Резюме. Актуальність дослідження. Глобальне потепління становить серйозну загрозу для екосистем, особливо торфовищ, які деградують і пересихають під впливом зростання температур, посух і зниження рівня ґрунтових вод. Це підвищує їх схильність до займання, спричиняючи частіші та інтенсивніші пожежі, що вивільняють вуглець і посилюють парниковий ефект. Від 1960 року глобальний торфовищний біом перетворився з поглинача на джерело парникових газів. В Україні очікується зростання ризиків ландшафтних пожеж із регіональними відмінностями. Полтавська область, де торфовища межують із сільськогосподарськими угіддями та поселеннями, є пріоритетною для дослідження. Предметом дослідження є зв’язок між кліматичними змінами та торф’яними пожежами. Мета – проаналізувати ці зв’язки в Полтавській області на основі супутникових даних у Google Earth Engine (GEE). Методологія включає просторово-часовий аналіз LST, опадів та вологості ґрунтів за даними MOD11A1, CHIRPS і GLDAS (2001–2023), зіставлений із статистикою пожеж на торфовищах (2004–2023). Використання GEE дозволило подолати обмеження традиційних метеостанцій. Результати показали стійке зростання LST і зниження вологості ґрунту (особливо 0–10 см), що переважно зворотно корелює з частотою пожеж. Винятком став 2010 рік, коли річна вологість була високою, але сезонна спека призвела до численних пожеж. Наголошено на вагомій ролі антропогенних факторів. Практичне значення полягає у створенні основи для прогнозування пожежних ризиків, посилення моніторингу та розроблення стратегій адаптації. Висновки: клімат Полтавщини змінюється в бік спекотніших і сухіших умов, що разом із людським впливом істотно підвищує ризики торф’яних пожеж. Рекомендовано комплексний підхід до зниження вразливості екосистем і розроблення детальніших моделей прогнозування. Перспективи подальших досліджень – розроблення прогностичних моделей, що враховують сезонну мінливість, антропогенне навантаження та динаміку вологості ґрунту.

Abstract. The relevance of the study. Global warming poses a significant threat to ecosystems, particularly peatlands, which are highly sensitive to hydrological changes and serve as major carbon reservoirs. Under rising temperatures, prolonged droughts, and declining groundwater levels, peatlands degrade and dry out, becoming more prone to spontaneous ignition. These fires release large amounts of stored carbon, intensifying the greenhouse effect and accelerating climate change. Since the 1960s, the global peat biome has shifted from being a carbon sink to a source of greenhouse gases. In Ukraine, landscape fire risks are projected to double, with notable regional disparities. Poltava region, where peatlands are adjacent to agricultural areas and settlements, is a priority for detailed study. The subject of this research is the relationship between climate change and peat fires in Poltava region. The purpose of the research is to analyze this relationship using satellite data via Google Earth Engine (GEE). Research methodology: involves a spatio-temporal analysis of key climate indicators (LST, precipitation, and soil moisture) from 2001 to 2023 using MOD11A1, CHIRPS, and GLDAS datasets. Fire statistics for non-forested peatlands from 2004–2023 were compared to satellite data to identify correlations, lag effects, and anomalies. GEE was selected for its computational capacity and access to large geospatial datasets. The results revealed a persistent increase in LST and a decline in surface soil moisture (especially 0–10 cm), which mostly correlated inversely with fire frequency. The anomalous year 2010 (high annual moisture and many fires) is explained by masked seasonal droughts and wind effects. Human factors were also emphasized. Practical significance lies in improving fire risk forecasting, monitoring strategies, and resilience planning. Conclusions: Poltava’s climate is becoming hotter and drier, increasing peat fire risks. These are driven by a complex interplay of climatic and anthropogenic factors. A comprehensive approach, including improved monitoring, impact mitigation, and peatland restoration, is required for effective fire risk reduction and regional adaptation. Prospects for further research: Further work should focus on developing predictive models incorporating seasonal variability, human activity, and soil moisture dynamics to improve the accuracy of peat fire risk assessments and regional adaptation strategies.