全球變暖該不該為澳大利亞山火“背鍋”

魏科

平均而言，全球每年的火災數量約有100萬起，過火面積為350萬～450萬平方千米—這個數字已經超過了印度的國土面積（約320萬平方千米，世界排名第7），每年因此而排放的二氧化碳量更是達到70億噸左右。

在過去的十多年里，隨著森林和農田管理、防災救火水平的提高，全球山火發生頻率總體而言呈減少態勢；然而，2019年的山火給人們帶來了深重的災難。

燃燒的澳大利亞

雖然澳大利亞人對山火災害并不陌生；但從2019年9月開始，該國發生了持續性山火，其規模和強度前所未有。截至目前，此次山火已造成33人死亡，摧毀了約1200萬公頃的土地、2500棟房屋，預計有10億只動物因此而喪生，同時，它還嚴重威脅到不少野生動物的棲息地。據英國《每日電訊報》報道，在受災影響最嚴重的新南威爾士州，火災已經燒毀了近500萬公頃土地，摧毀了1300多棟房屋，數千人被迫離開家園。

山火還給澳大利亞多地造成了嚴重的空氣污染。首都堪培拉的空氣質量指數（AQI）在2019年12月份屢次超過 1000，2020年1月1日當天，堪培拉的PM2.5數值甚至達到855.6微克/立方米，超過了北京過去多年的最高紀錄。

值得慶幸的是，澳大利亞近期出現暴雨，山火火勢得到有效控制。這也意味著澳大利亞持續了近5個月的“黑色夏季”終于將要結束。

在慶祝火災終于結束的同時，我們不妨回過頭來認真看看這次的山火。本次的大火主要發生在澳大利亞經濟最發達的三個州，即墨爾本所在的維多利亞州、悉尼所在的新南威爾士州以及布里斯班所在的昆士蘭州。根據由美國國家航空航天局研制并搭載在Terra和Aqua兩顆衛星上的大型空間遙感儀器—中分辨率成像光譜儀（英文縮寫為MODIS）獲取的著火點衛星資料統計，2019～2020年，新南威爾士州的火災數比歷史紀錄（2002～2003年）高出4倍多；維多利亞州在2019～2020年的火災數高于平均水平，但尚未超過2002～2003年和2006～2007年的歷史紀錄；盡管昆士蘭南部發生了大規模的山火，但火災數與前幾年基本一致；昆士蘭北部的火災主要是稀樹草原火災，屬于生態系統的一部分。

究竟是誰惹的禍

澳大利亞這次“致命”的山火是由什么因素引發的？

總體而言，這場持續數月的山火燃燒是氣候與山火聯系的典型個例。多數專家認為，本次的“致命”山火是由極端高溫與長期干旱等因素共同引發的。

雖然澳大利亞四面環海，但海洋濕潤的氣流無法到達內陸，致使占該國國土面積70%左右的內陸干旱、半干旱地區，每到夏季的火災季節就成了天然的“起火點”。

其實，澳大利亞還是很重視山火預防工作的，各部門各司其職，尤其是從2009年的“黑色星期六”（Black Saturday）開始；然而，澳大利亞地廣人稀，夏天高溫干燥，多大風，森林樹木的種類多為油脂豐富的尤加利樹（桉樹的一種），其樹皮、樹葉均富含油脂，在遭遇干旱和高溫天氣時，很容易燃燒。在本次山火燒過的澳大利亞大部分森林里，桉樹都是絕對的主角。

與此同時，從2017年開始，澳大利亞東部內陸許多地區長期處于干旱狀況；到了2019年，干旱范圍不斷增大，這主要是受近年來印度洋偶極子型的強正位相分布影響，導致北方季風遲來，這種異常現象使得印度洋西部地區的降水高于歷史平均水平，而印度洋東部地區—澳大利亞和東南亞會變得更加干燥。近三年來，澳大利亞北部部分地區的累積降水量才100多毫米，遠小于正常值。事實上，2019年受此影響的干旱范圍相當大，從東南亞一直延伸到西南太平洋的廣大地區，除澳大利亞以外，印度尼西亞以及湄公河流域都出現了異常干燥的情況。

除了干旱之外，2019年的澳大利亞也經歷了高溫的炙烤，當地夏季的平均氣溫是有記錄以來最高的，其中，1月份是澳大利亞有記錄以來最熱的月份，阿德萊德在2019年甚至創下了46.6℃的最高溫度紀錄，這也成為該市有觀測以來的最高氣溫紀錄。2019年12月17日是澳大利亞有史以來最熱的一天，全國平均氣溫高達40.9℃，打破了2013年1月7日創下的40.3℃的紀錄。2019年，澳大利亞全年平均氣溫比1961～1990年的平均氣溫21.8℃高出1.52℃（比上一個最熱年份2013年高1.33℃）；2019年，該國平均降雨量為277.63毫米，遠低于1902年314.46毫米的歷史最低紀錄。

山火的燃燒需要滿足燃燒三要素（火三角），即充分的可燃物、助燃劑和著火源，在干燥的天氣里，高溫天氣配合干燥易燃的樹木，給山火燃燒提供了充分的條件，也導致澳大利亞的山火不僅燃燒的時間更長，而且也變得更危險。

全球山火肆虐

煙塵滾滾，烈火四起。起初，很多人還在隔岸觀火，認為這不過就是一場順應自然規律的野火；然而，事實并非如此。

近年來，世界各地森林荒野火災頻發，且火災規模比過去大得多。僅僅在2019年，除了澳大利亞以外，加拿大不列顛哥倫比亞省、美國阿拉斯加、格陵蘭島部分地區、希臘雅典松樹林等都遭遇了野火；俄羅斯西伯利亞和遠東地區的森林火災也特別嚴重，影響了近300萬公頃的土地，并使得俄羅斯部分地區進入緊急狀態。根據世界資源研究所的分析，2019年的火災警報數量是過去20年中任何一年的4倍之多。

其中，南美洲亞馬孫地區的森林火災更是引起了全球關注。根據《科學》雜志的報道，截至2019年8月24日，巴西國家太空研究所統計到的火災點已超過4.1萬個；而2018年同期為2.2萬個，同比增多86%。

全球每年有多少山火

根據未來方向國際（澳大利亞一個獨立的非營利性研究機構，主要從事影響澳大利亞未來的戰略研究）在2013年發布的名為《全球野火、碳排放和氣候變化》的研究工作報告，全球每年過火面積為350萬～450萬平方千米，大約占全球陸地表面的3.85%，超過印度的國土面積（320萬平方千米，排名世界第7）。

最大的山火主要出現在非洲和澳大利亞北部，尤其是熱帶稀樹草原區域，占全球過火面積的80%，非洲火災密度最多，占全球總數的70%。根據全球火災排放數據庫和美國國家航空航天局中分辨率成像光譜儀（MODIS）的全球火點數據集，2003～2016年間，全球總共發生了1325萬場火災，平均每年發生火災約100萬次。

非洲的草原地區是全球火災發生最多的區域，約占全球火災總數的64%，南美洲亞馬孫地區的火災總數約占全球火災總數的10%。非洲的高密度點火災與這些區域廣泛用火進行土地管理有關（防火開荒、清理雜草和秸稈），尤其在赤道以北的蘇丹、乍得和埃塞俄比亞，赤道以南的剛果、安哥拉、坦桑尼亞和莫桑比克。

過火面積較大的大規模火災主要發生在人口稀少的干旱和半干旱草原以及澳大利亞、非洲和中亞內陸的灌木林地，約占全球過火面積的80%。

我國東部地區也是火災頻發區域，火災次數從2001年約2.5萬次增加到2007年的約6.3萬次，我國關于秸稈綜合利用相關法規的頒布則有效遏制住了火點數的快速增加趨勢，2016年，我國火點數降為5.3萬次左右。

總體而言，全球火災面積在過去是在減少的。造成這一局面的原因和全球滅火能力的增強有一定關系。

山火影響氣候的途徑

全球各地區的火災不僅毀滅森林，威脅附近居民的生命和財產安全，擾亂空中運輸，造成當地嚴重的空氣污染；而且，破壞生態系統，影響生物多樣性，還會產生大量二氧化碳。高緯度多年凍土地區林草的燃燒更會影響凍土的穩定性，釋放凍土中的甲烷；并且，燃燒產生的煙塵降落在冰雪上，會使冰雪表面變黑，降低冰雪的反照率。這些都有可能加大全球溫室效應。

火災是大氣痕量氣體和氣溶膠的重要來源，火災的發生會增加大氣中的二氧化碳，其中，森林砍伐和熱帶泥炭地火災是火災釋放溫室氣體的主力，全球火災平均每年排放的二氧化碳總量約為70億噸。回看過去的一年不難發現，2019年顯然是個火災頻繁的年份，二氧化碳的排放量比2018年多了1/4左右。

值得注意的是，野火燃燒還可能將黑碳氣溶膠噴射到平流層，從而影響到臭氧層和更大范圍的氣候。最近的一項研究就監測到2017年8月在加拿大西部不列顛哥倫比亞省的山火形成的煙塵顆粒的演變情況：當月，這一區域火災頻發，僅8月3日當天就記錄到446處火災，其中威力強大的山火可以形成火風暴，產生高大的火積云，像巨大的煙囪一樣將燃燒產生的黑煙噴射到平流層中。

平流層由于沒有明顯的垂直運動，空氣以水平運動為主，因此，進入平流層的黑煙可以持續存在較長時間。高靈敏度的衛星觀測數據顯示，這些煙羽在平流層的持續停留時間可長達8個月之久。煙塵的主要成分為有機碳（organic carbon，OC）以及黑碳（black carbon，BC），其中，黑碳對幾乎所有光譜段的太陽輻射都有吸收作用，在吸收太陽輻射加熱大氣后，黑碳周圍空氣會因受熱而上升，從而將低層臭氧濃度低、水汽含量高的空氣輸送到平流層。

平流層大氣的動力穩定性條件和水平環流，可以將局地的影響放大為區域性甚至全球性影響，并延長進入平流層的氣溶膠的影響時間，使得平流層在氣候變化中充當了“放大器”的作用。

未來會怎樣

未來，對全球火災變化趨勢的評估，依賴于對于“火災天氣”的估算。所謂“火災天氣”，是指由于高溫、低濕、低降雨量和經常性大風的綜合作用而導致可能發生火災的時期。受全球變暖的影響，全球氣溫加速上升，熱浪和干旱將更為頻繁，使得有利于“火災天氣”的炎熱和干燥條件因此而增加，山火發生的可能性也將增大。

鑒于澳大利亞前一段時期林火的肆虐，科學家緊急評估了氣候變化對山火的影響。2020年1月14日，英國帝國理工學院發布了一項名為《氣候變化增加了山火的危險》（Climate Change Increases the Risk of Wildfires）的評估報告，這項研究綜合評估了自2013年以來發表的57份相關論文。該報告指出，全球變暖與“火災天氣”的頻率或嚴重程度的上升之間存在關聯，氣候變化讓許多地方形成了更易發生林火的天氣條件，增大了這種災害發生的可能性。不斷上升的全球氣溫、更頻繁的熱浪侵襲以及部分地區的干旱狀況，都更容易形成干燥、炎熱的“火災天氣”，增加林火出現的概率。

報告指出，地球上大約25%的植被覆蓋區域的“火災天氣”季節都有延長現象，這導致全球“火災天氣”季節的平均持續時間增加了約20%。換句話說，氣候變化提升了林火災害發生的風險，因而，各國的土地使用規劃應該把此類風險考慮進去。

然而，現實比我們預想的更為棘手—降雨量及其季節性的變化使得“火災天氣”的趨勢變得更為復雜化，這一趨勢在全世界并不一致。根據《全球野火、碳排放和氣候變化》（2013）的評估，包括東南亞和非洲熱帶雨林在內的熱帶地區，由于未來降水的增加，火災發生的頻率可能會降低。不過，在世界其他大部分地區，山火的發生頻率將至少增加50%～300%。