森林火災與哪些氣象因素有關

程 亮 劉東華 梅 娜

森林火災是一種突發性強、破壞性大、處置救助較為困難的自然災害，是森林最主要的風險源。中國是森林火災頻發的國家，平均每年發生森林火災1.2萬余次，占世界的6%左右；平均每年受災森林面積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，我國現行標準把森林火災分為一般森林火災、較大森林火災、重大森林火災和特別重大森林火災四個等級。

森林火災的發生與氣候變化和氣象因素密切相關。

在氣候變化背景下影響森林火災的發生機制是復雜多樣的，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果。近年來，氣候變化導致雷擊的發生次數和頻率顯著增加。在美國，雷擊頻率的增加使得著火點數量增加了約40%，阿拉斯加地區隨著氣候變暖由雷擊火源導致的火干擾明顯增加，并因此而導致該地區林火災害發生數量和著火面積的增加。全球變暖還會導致極端氣候事件發生的頻率和強度增大，使得許多森林植被在適應新環境的過程中死亡和受損，從而導致森林可燃物的分布格局和特性做出相應的改變；而降水和氣溫的年際波動，進一步影響林火的發生與分布。氣候變暖還會通過影響可燃物的燃點、熱值和揮發油含量等來影響森林的易燃性和燃燒性。干旱導致植物體內揮發油含量和油脂含量增加，提高可燃物的易燃性。國外有研究者對在干旱脅迫條件下的蘇格蘭松進行研究發現，其揮發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，我國西南地區和東北地區升溫幅度較大，導致可燃物更加易燃，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、風向和風速是對林火的發生發展和滅火救援有著重要影響的三個關鍵氣象因素。在一般情況下，降水量小、林區干旱、相對濕度小、溫度偏高、風速增大時導致地被可燃物蒸發量增大，使得火險程度升高，容易發生森林火災，并演變成為森林大火，引發重大森林火災。

降水對森林火災的影響十分直接。降水量是制約森林火災發生的重要氣象因子，降水量大小及降水后干旱時間是決定森林火險等級的關鍵因素。有研究表明，干濕氣候指數與火災發生次數的年際變化有著較好的反相關系，即降水量較少的年份，火災次數增多。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的長短對森林火災起著重要作用。降水量偏多會增加可燃物的含水量，如果一個地區的年降水量超過1500毫米，且分布均勻，一般不會發生森林火災或很少發生。在一輪強降雨天氣過后的三至四天之內一般不會出現火險，有效降水可緩解旱情，增加水分含量，降低林火危險程度，同時對撲火工作具有十分關鍵的作用。人工增雨作業在適宜的天氣條件下能適當增加降水量。反之，降水量減少，無雨日較長，干旱持續時間長，森林可燃物的含水量就會不斷下降，森林火災發生的可能性和嚴重性隨之增加；特別是長期干旱天氣可導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，林火發生頻率高。例如：自1985年起，東北林區連續兩年干旱少雨，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就是在上述地區降水量持續減少的條件下發生的。

世界氣象組織（WMO）表示，全球正在經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，特別是進入20世紀80年代中期后溫度的升幅正在變大。溫度升高對森林火災的影響是全方位的：氣候變暖使我國東部地區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；氣候變化對林區可燃物的結構及特性會造成重大影響，氣溫升高進而導致森林的氣候生長期明顯增長，森林群落結構發生變化，加大了森林火險的可能性，林火發生增加了隱患，林火發生地理分布區域不斷擴大。溫度越高森林火災發生的可能性越大，氣溫影響可燃物的著燃性，高溫還會促使火勢更加猛烈。隨著氣溫升高，森林中可燃物的水分蒸發和變干的速度加快，森林易燃可燃物積累增多，森林火災發生的可能性增大，火災發生頻率增高。氣溫升高可使森林火險期提前和延長，我國森林火災發生的次數和危害程度以冬春季最多、最嚴重；分析我國森林火災中人員數據，冬春季為我國森林火災的高發季節，春季和冬季森林火災的傷亡人數分別占總數的54%和37%，其中，2月份和3月份的重傷和死亡人數占總數的一半以上。有研究表明，氣候增溫主要發生在冬季和春季，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，可使森林火險期提前，火險期明顯延長。

風力的大小和風向變化與森林火災的發生關系尤為密切。風能把植被吹干，降低可燃物水分，有助于燃燒，增加林火危險性。風向和風速是制約林火蔓延速度、林火強度、火災面積和撲救難易程度的決定性因素。在火災發生后，風能使火源得到充分的氧氣供應，加速燃燒，并使火花飛濺，影響火災的形狀，延展火災的外延，擴大過火面積，使地面火變為樹冠火。另外，風能使死火復燃，使森林火災的蔓延速度加快；由于風向不易控制，可改變林火的蔓延方向。如果風速加大，則會引發更嚴重的森林火災，造成很大損失和人員傷亡。分析大興安嶺多年林區資料，80%以上森林大火和特大火災是在5級以上的大風天氣條件下發生的。研究發現，風速小于2級時，有利于著火，但不助于蔓延；風速大于等于2級時，火勢蔓延擴大；風速大于5級時，火勢迅速擴大，大風起的作用至關重要。

綜上所述，氣候變化和氣象因子在森林火災發生、發展、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期應該充分了解掌握各地林區氣候變化機制，重視氣候變化對森林火災的影響，加強高影響森林火災氣象因素研究，依據氣候變化與森林火災的關系，合理劃分森林火災氣象等級；同時，也要有針對性地開展不同時域、地域的森林火災的預防和撲救工作，力求最大限度地保障人民生命安全，減少人員傷亡，并且根據氣象因素的變化，在火災多發期發布天氣預報，進行災前防范，預防火災發生時風速和溫度等氣象因素的變化引起火勢的進一步蔓延。要充分認識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，努力降低森林火險等級，增加森林地表水，支援森林火災預防和撲救。