森林火灾发生的三个必要条件为可燃物、火源、火环境,火环境是森林燃烧的重要条件。森林中积累有大量的可燃物,有时虽有火源存在,却不能发生火灾,其原因是没有适宜燃烧的火环境。高温、干旱形成的干燥环境,是森林火灾形成的重要气象条件。
温度与森林火灾的发生十分密切,高温对森林火灾的发生的影响主要表现在以下几个方面:
(1)森林火险升高,火灾发生风险增加。气温升高,空气饱和水汽压加大,相对湿度降低,地表可燃物尤其是细小枯死可燃物的含水量降低,森林火险升高。同时,高温直接影响可燃物本身的温度,使可燃物达到燃点时所需热量大大降低,被点燃的风险增加。有研究表明,美国落基山脉北部森林火灾的增加与春季、夏季温度增加存在着强相关;俄罗斯过火面积的增加与同期温度升高相一致。
(2)森林火险期提前和延长。高温天气导致非防火期内的森林火险等级升高,使得火险期提前或延长。例如,在夏季,本来潮湿的南方不易发生森林火灾,但持续高温在枯枝落叶层内很难散发形成高温环境,碰到火点就易引发火灾。研究表明,中国气温的升高以及降水的空间分布的严重不均,导致了火险期的延长,一些地区森林火灾发生的可能性增加。
(3)雷电发生频率增强,雷击火发生的风险增加。地表温度的升高,地气之间对流的增强,大大提高了雷击发生的概率。伴随着雷击数量的增多,雷击火源也会越来越多,如20世纪加拿大和阿拉斯加北方林地区雷击火发生频率明显增加。
干旱对森林火灾的发生发展有着重要的影响,主要表现在以下几个方面:
(1)火灾发生的可能性增加。降水量减少,无雨日较长,森林可燃物的含水量就会不断下降,森林火灾发生的可能性增加。如果一个地区的年降水量超过1500毫米,且分布均匀,一般不会或很少发生森林火灾,如热带雨林地区,终年高温高湿;如果降水量小于1000毫米,易发生森林火灾;月降水量大于100毫米,一般不发生或很少发生森林火灾。
(2)重特大火灾发生的风险增加。一般情况下,连旱天数越长,水分蒸发越大,林内可燃物愈干燥,尤其是粗大可燃物含水量显著降低,易发生大森林火灾。
(3)有效可燃物增加,潜在火行为增强。干旱使深层可燃物及重型可燃物变干,过度的干旱还会促使植被过早成熟,乔木和灌木顶部枯萎,大大地增加了有效可燃物载量,增强了潜在火强度。
(4)影响可燃物连续性,增加火蔓延风险。干旱期间,由于降雨量极少,导致可燃物高度集中,使可燃物空间连续性增强,增加了火灾发生与蔓延的风险。有研究表明,美国西南部火季节的严重程度与干旱密切相关,由于干旱期的延长使得美国西部森火灾次数增加了近3倍,过火面积增长了近6倍。
有研究发现自20世纪80年代中期随着平均气温明显升高,森林火灾发生的频率有明显增加的趋势。统计数据表明,包括1987年发生在大兴安岭特大森林火灾在内的案例,都是在干旱、高温的火险天气条件下发生的。特大森林火灾的发生与高温、干旱天气条件密切相关,干旱持续时间长,易引起森林火灾,会导致森林火灾的爆发,并极有可能导致森林大火。
当前全球气候变暖背景下,高温、干旱极端天气事件出现的频率增加,森林火险加剧,森林防火形势严峻。受持续降水量明显偏少或无降水的影响,我国南方多省的大范围干旱进一步持续,部分区域森林火险等级居高不下,火灾防控形势较为严峻。应加强林区火源管控,严禁林区用火,加强森林火险预测预报,及时发布预警信息,加强林火监测,实现早期预警,加强防火科普宣传,提升公众防火意识。
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