大興安嶺原始森林雷擊火特點和監(jiān)測預警技術研究進展

王雅瑩 王廣生

摘 要：本文分析了國內外雷擊火的相關情況，從雷擊火產生的原因、監(jiān)測以及預防控制等角度出發(fā)，提出了應該采取何種措施對其進行預防。指出我國在雷擊火研究過程中存在的缺陷，提出雷擊火的活動規(guī)律，并針對其運行軌跡形成了模型，希望能夠從根本上保證原始森林的安全，打造和諧的生態(tài)圈。

關鍵詞：森林;雷擊火;監(jiān)測預警

雷電的出現(xiàn)屬于大氣中瞬態(tài)高溫、高電壓的天氣現(xiàn)象。遭受雷擊的樹木極有可能成為重要的火源造成大范圍的火災。雷電隨機性相對較強，森林中雷擊放電造成的火電很難及時發(fā)現(xiàn)，這就增加了雷擊火的預防難度。對雷擊火的早期探測，加強高發(fā)區(qū)域的監(jiān)測和預警，已經成為森林防火中不可或缺的重要部分。

一、國內外雷擊火的發(fā)生情況

林火是生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成，是重要的干擾因子，會對地球生物化學循環(huán)產生極大的影響。雷擊火和其他因素造成的林火共同組成了全球的林火系統(tǒng)。雷暴和雷電在世界各地發(fā)生較為頻繁，屬于造成森林火災的重要元素，分析地球表面雷電風暴的分布情況，雷擊火造成的森林火災比較多的國家是美國、加拿大和中國等。這其中加拿大雷擊火出現(xiàn)的概率最大。

我國雷擊火在某些地區(qū)出現(xiàn)的頻率相對較高，這其中以大興安嶺尤為突出。基本上每年大興安嶺都會出現(xiàn)雷擊火，是火災發(fā)生多、最為集中的地區(qū)，因為天氣的影響，最近幾年，雷擊火出現(xiàn)的更加頻繁，了解雷擊火的特點，采取有針對性的措施，顯得極為必要。

二、引起雷擊火的因素分析

雷擊火主要是因為雷暴帶來的“連續(xù)電流”接觸到地面上可以燃燒的可燃物引發(fā)的火災。可燃物能否會被點燃主要受電流持續(xù)時間和可燃物的種類的影響。如果可燃物體積較大，雷擊造成的火災主要是建立在可燃物的含水量的基礎之上的，細小的可燃物則主要是受半腐層厚度的影響。各種因素的影響，雷擊火的影響范圍和可燃物的含水量有著緊密的聯(lián)系。

雷電屬于較為復雜的大氣放電現(xiàn)象，是雷暴天氣最為基礎的特點，其變化和雷暴天氣的活動規(guī)律有著一定的關聯(lián)。我國絕大多數地區(qū)的雷暴相對來說，有不同程度的減少態(tài)勢，其中東南沿海地區(qū)減少的最快，但是東北地區(qū)相對而言，出現(xiàn)的次數有一定的上升。借助大氣環(huán)流模式，對全球的雷暴情況進行模擬，結果顯示在全球范圍內，每1分鐘雷擊出現(xiàn)的次數將近80次，雷電集中出現(xiàn)在北半球的夏天，呈現(xiàn)出鮮明的季節(jié)性的特點。

雷擊火的分布和雷暴系統(tǒng)的路徑相關聯(lián)。雷暴活動的影響，雷暴分成了地方性和鋒面雷暴兩部分。地方雷暴是受地形的影響，通常只發(fā)生在某個區(qū)域;鋒面雷暴則是受到冷氣團的沖擊，暖氣團抬升產生了雷暴，一般會在鋒面上的幾個位置同時出現(xiàn);雷擊分布也受到植被、地形的影響，較容易出現(xiàn)雷暴的區(qū)域是草地和溝塘;海拔較高的位置也很容易出現(xiàn)雷擊火，平原地區(qū)凸起的地面容易遭受雷擊。相比較人為火，雷擊火的分布海拔整體較高，所以撲救難度相對較大;此外，雷擊火還受包括降水量和平均溫度在內的氣候因子的影響，降水量小于1毫米的情況下，不會對可燃物的含水量產生影響，大興安嶺經常性的降水量就小于1毫米，所以頻繁的發(fā)生雷擊火，降水量越大，出現(xiàn)雷擊火的可能性就越小，降水量超過5毫米時，出現(xiàn)森林火災的可能性就越低，即使是已經發(fā)生森林火災，也會因為大雨被及時澆滅。

三、雷擊火監(jiān)測預警

雖然雷擊火屬于自然現(xiàn)象，但是還是可以捕捉其規(guī)律的。首先，需要確定不同雷擊電量在不同植被和氣候條件下發(fā)生火災的基本規(guī)律，要加大這方面的研究力度;其次，做好雷電的監(jiān)測，衛(wèi)星云圖中的可見光波和紅外波等都能夠看到雷暴云的相關信息，必要的情況下，可以在云圖上將雷暴云的信息勾勒出來。美國就利用了雷電探測定位系統(tǒng)，探測出在一定范圍內的閃電次數和角度等，確定閃電的位置以及強度，確定出現(xiàn)雷擊火可能性最大的地點，進而進行播報，提前進行防范。另外多普勒氣象雷達可以勘探幾百公里內的雷電活動情況;閃電計數器通過接收閃電輻射的電磁波情況，可以實時的了解50千米的閃電發(fā)生次數，確定雷暴活動的強度;單站定位可以大概定位雷電的位置，只要確認雷電的位置以及周圍植被覆蓋情況，就可以確定雷電是否會造成森林火災，進而采取有針對性的撲救措施。

美國和加拿大國家的森林火災等級系統(tǒng)中就包含了雷擊火的預報預測模式，但是該模式還在不斷的完善中，只在一部分地區(qū)推廣。美國的西北部就結合了可燃物干燥度以及雷擊概率預測雷擊的數量和具體情況，形成了一個模型，借助這個模型就可以預測出現(xiàn)大火的火險概率。我國大興安嶺地區(qū)也在不斷的完善自身的監(jiān)測系統(tǒng)，利用閃電定位系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感可以探測出雷電出現(xiàn)的位置、強度以及發(fā)生次數，這些數據會為后期進行雷擊火的預報工作奠定堅實基礎，絕大多數的雷擊火也會出現(xiàn)降水，但是簡單的預測雷擊活動是不能準確的發(fā)現(xiàn)潛在火出現(xiàn)的位置。雷擊火的出現(xiàn)和可燃物、雷擊類型等有著密切關聯(lián)。

四、結語

雷電的發(fā)生具有瞬時性和危險性的特點，雷擊火的出現(xiàn)和地形、氣候以及可燃物的具體情況有著緊密的關聯(lián)，這些因素共同作用，就會引發(fā)出雷擊火。全球氣候變化對雷暴的分布情況會產生一定的影響，這也是我們未來工作中，亟待解決的重要課題。從目前的發(fā)展來看，我國對于雷擊火的發(fā)生規(guī)律的認識還存在有一定的缺陷，預測的準確性尚待提升，對此有關部門需要引起足夠的重視，加深雷擊火發(fā)生規(guī)律的認識，構建出多種預報模型，提升雷擊火預測的準確度，從根本上預防和控制雷擊火的出現(xiàn)。

參考文獻：

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