程 亮 劉東華 梅 娜
森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、處置救助較為困難的自然災(zāi)害,是森林最主要的風(fēng)險(xiǎn)源。中國是森林火災(zāi)頻發(fā)的國家,平均每年發(fā)生森林火災(zāi)1.2萬余次,占世界的6%左右;平均每年受災(zāi)森林面積82萬平方公里,占森林面積的0.83%,位于世界前列。按照過火面積的大小和傷亡人數(shù),我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)把森林火災(zāi)分為一般森林火災(zāi)、較大森林火災(zāi)、重大森林火災(zāi)和特別重大森林火災(zāi)四個(gè)等級(jí)。
森林火災(zāi)的發(fā)生與氣候變化和氣象因素密切相關(guān)。
在氣候變化背景下影響森林火災(zāi)的發(fā)生機(jī)制是復(fù)雜多樣的,是氣象條件、植被類型和人為干擾等多種因素相互影響作用的結(jié)果。近年來,氣候變化導(dǎo)致雷擊的發(fā)生次數(shù)和頻率顯著增加。在美國,雷擊頻率的增加使得著火點(diǎn)數(shù)量增加了約40%,阿拉斯加地區(qū)隨著氣候變暖由雷擊火源導(dǎo)致的火干擾明顯增加,并因此而導(dǎo)致該地區(qū)林火災(zāi)害發(fā)生數(shù)量和著火面積的增加。全球變暖還會(huì)導(dǎo)致極端氣候事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度增大,使得許多森林植被在適應(yīng)新環(huán)境的過程中死亡和受損,從而導(dǎo)致森林可燃物的分布格局和特性做出相應(yīng)的改變;而降水和氣溫的年際波動(dòng),進(jìn)一步影響林火的發(fā)生與分布。氣候變暖還會(huì)通過影響可燃物的燃點(diǎn)、熱值和揮發(fā)油含量等來影響森林的易燃性和燃燒性。干旱導(dǎo)致植物體內(nèi)揮發(fā)油含量和油脂含量增加,提高可燃物的易燃性。國外有研究者對(duì)在干旱脅迫條件下的蘇格蘭松進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),其揮發(fā)油含量和樹脂含量比正常分別增加了39%和32%,大大增加了易燃性和燃燒性。近年來在全球氣候變暖的大背景影響下,我國西南地區(qū)和東北地區(qū)升溫幅度較大,導(dǎo)致可燃物更加易燃,且可燃物載量大大增多。
很多研究成果揭示,降水和干旱、氣溫和地溫、風(fēng)向和風(fēng)速是對(duì)林火的發(fā)生發(fā)展和滅火救援有著重要影響的三個(gè)關(guān)鍵氣象因素。在一般情況下,降水量小、林區(qū)干旱、相對(duì)濕度小、溫度偏高、風(fēng)速增大時(shí)導(dǎo)致地被可燃物蒸發(fā)量增大,使得火險(xiǎn)程度升高,容易發(fā)生森林火災(zāi),并演變成為森林大火,引發(fā)重大森林火災(zāi)。
降水對(duì)森林火災(zāi)的影響十分直接。降水量是制約森林火災(zāi)發(fā)生的重要?dú)庀笠蜃樱邓看笮〖敖邓蟾珊禃r(shí)間是決定森林火險(xiǎn)等級(jí)的關(guān)鍵因素。有研究表明,干濕氣候指數(shù)與火災(zāi)發(fā)生次數(shù)的年際變化有著較好的反相關(guān)系,即降水量較少的年份,火災(zāi)次數(shù)增多。降水能直接影響可燃物的含水率,降水量、干旱程度及無雨日數(shù)的長短對(duì)森林火災(zāi)起著重要作用。降水量偏多會(huì)增加可燃物的含水量,如果一個(gè)地區(qū)的年降水量超過1500毫米,且分布均勻,一般不會(huì)發(fā)生森林火災(zāi)或很少發(fā)生。在一輪強(qiáng)降雨天氣過后的三至四天之內(nèi)一般不會(huì)出現(xiàn)火險(xiǎn),有效降水可緩解旱情,增加水分含量,降低林火危險(xiǎn)程度,同時(shí)對(duì)撲火工作具有十分關(guān)鍵的作用。人工增雨作業(yè)在適宜的天氣條件下能適當(dāng)增加降水量。反之,降水量減少,無雨日較長,干旱持續(xù)時(shí)間長,森林可燃物的含水量就會(huì)不斷下降,森林火災(zāi)發(fā)生的可能性和嚴(yán)重性隨之增加;特別是長期干旱天氣可導(dǎo)致森林可燃物積累增多,防火期延長,森林可燃物干燥,森林燃燒可能性加大,林火發(fā)生頻率高。例如:自1985年起,東北林區(qū)連續(xù)兩年干旱少雨,漠河、阿木爾、塔河等地每年降水量以120毫米左右的速度縮減。1986年漠河和阿木爾等地的降水量都小于5毫米,比歷年同期減少近四成,1987年大興安嶺特大森林火災(zāi)就是在上述地區(qū)降水量持續(xù)減少的條件下發(fā)生的。
世界氣象組織(WMO)表示,全球正在經(jīng)歷一次大的氣候變暖過程,近140年間,全球平均溫度上升了0.6℃左右,特別是進(jìn)入20世紀(jì)80年代中期后溫度的升幅正在變大。溫度升高對(duì)森林火災(zāi)的影響是全方位的:氣候變暖使我國東部地區(qū)年平均氣溫較常年升高,東北、西北和青藏高原等地0℃等溫線范圍顯著縮小,導(dǎo)致我國東部森林植被帶北移,特別是我國北方的落葉林面積大幅減少;氣候變化對(duì)林區(qū)可燃物的結(jié)構(gòu)及特性會(huì)造成重大影響,氣溫升高進(jìn)而導(dǎo)致森林的氣候生長期明顯增長,森林群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,加大了森林火險(xiǎn)的可能性,林火發(fā)生增加了隱患,林火發(fā)生地理分布區(qū)域不斷擴(kuò)大。溫度越高森林火災(zāi)發(fā)生的可能性越大,氣溫影響可燃物的著燃性,高溫還會(huì)促使火勢(shì)更加猛烈。隨著氣溫升高,森林中可燃物的水分蒸發(fā)和變干的速度加快,森林易燃可燃物積累增多,森林火災(zāi)發(fā)生的可能性增大,火災(zāi)發(fā)生頻率增高。氣溫升高可使森林火險(xiǎn)期提前和延長,我國森林火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)和危害程度以冬春季最多、最嚴(yán)重;分析我國森林火災(zāi)中人員數(shù)據(jù),冬春季為我國森林火災(zāi)的高發(fā)季節(jié),春季和冬季森林火災(zāi)的傷亡人數(shù)分別占總數(shù)的54%和37%,其中,2月份和3月份的重傷和死亡人數(shù)占總數(shù)的一半以上。有研究表明,氣候增溫主要發(fā)生在冬季和春季,日最低氣溫比日最高氣溫增幅更明顯,溫度日變化減小,我國北部冬春季最為明顯。因此,氣象條件的變化,可使森林火險(xiǎn)期提前,火險(xiǎn)期明顯延長。
風(fēng)力的大小和風(fēng)向變化與森林火災(zāi)的發(fā)生關(guān)系尤為密切。風(fēng)能把植被吹干,降低可燃物水分,有助于燃燒,增加林火危險(xiǎn)性。風(fēng)向和風(fēng)速是制約林火蔓延速度、林火強(qiáng)度、火災(zāi)面積和撲救難易程度的決定性因素。在火災(zāi)發(fā)生后,風(fēng)能使火源得到充分的氧氣供應(yīng),加速燃燒,并使火花飛濺,影響火災(zāi)的形狀,延展火災(zāi)的外延,擴(kuò)大過火面積,使地面火變?yōu)闃涔诨?。另外,風(fēng)能使死火復(fù)燃,使森林火災(zāi)的蔓延速度加快;由于風(fēng)向不易控制,可改變林火的蔓延方向。如果風(fēng)速加大,則會(huì)引發(fā)更嚴(yán)重的森林火災(zāi),造成很大損失和人員傷亡。分析大興安嶺多年林區(qū)資料,80%以上森林大火和特大火災(zāi)是在5級(jí)以上的大風(fēng)天氣條件下發(fā)生的。研究發(fā)現(xiàn),風(fēng)速小于2級(jí)時(shí),有利于著火,但不助于蔓延;風(fēng)速大于等于2級(jí)時(shí),火勢(shì)蔓延擴(kuò)大;風(fēng)速大于5級(jí)時(shí),火勢(shì)迅速擴(kuò)大,大風(fēng)起的作用至關(guān)重要。
綜上所述,氣候變化和氣象因子在森林火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展、消亡的過程中始終起著重要作用。我國森林防火工作在今后的一段時(shí)期應(yīng)該充分了解掌握各地林區(qū)氣候變化機(jī)制,重視氣候變化對(duì)森林火災(zāi)的影響,加強(qiáng)高影響森林火災(zāi)氣象因素研究,依據(jù)氣候變化與森林火災(zāi)的關(guān)系,合理劃分森林火災(zāi)氣象等級(jí);同時(shí),也要有針對(duì)性地開展不同時(shí)域、地域的森林火災(zāi)的預(yù)防和撲救工作,力求最大限度地保障人民生命安全,減少人員傷亡,并且根據(jù)氣象因素的變化,在火災(zāi)多發(fā)期發(fā)布天氣預(yù)報(bào),進(jìn)行災(zāi)前防范,預(yù)防火災(zāi)發(fā)生時(shí)風(fēng)速和溫度等氣象因素的變化引起火勢(shì)的進(jìn)一步蔓延。要充分認(rèn)識(shí)到人工增雨在森林防火中的重要作用,積極開展森林防火人工增雨作業(yè),努力降低森林火險(xiǎn)等級(jí),增加森林地表水,支援森林火災(zāi)預(yù)防和撲救。