连日来,加拿大延烧不绝的大规模山火,以及由此引发的北美地区严重空气污染,引发了社会各界广泛关注。什么是山火?山火发生的条件有哪些?如何科学应对山火?
自然现象,燃烧需具备三个条件
山火,又称林火或森林燃烧,是自然界燃烧现象的一种,它的发生既符合一般燃烧的基本规律,又有自己的特点。
燃烧必须具备三个基本条件,即可燃物、氧气和一定的温度。对于山火来说,可燃物指森林中一切可以燃烧的有机质。森林是开放环境,空气中有充足的氧气来源。而火源则指来自森林外界、能够为山火发生提供最低能源的现象和行为的热源,主要有天然火源和人为火源两大类。其中,雷击火源是最常见的天然火源。人为火源是山火发生的最主要火源,主要由人们用火不慎引起。
山火属于固体可燃物燃烧,是经过热裂解生成易燃气体的过程。引燃时外界要向森林可燃物输入一定热量,可燃物一旦被引燃,其自身就成为引燃周围可燃物的火源,形成持续的燃烧链条。热源所携带的热量越大,可燃物越容易被引燃,被引燃的可燃物量也越多。可燃物越干燥,引燃所需的热量越少,山火越容易发生。针叶可燃物,富含油脂,一旦引燃,释放热量大,将预热前方更多的可燃物,导致火强度大,扑救困难。另外,山火在大自然的开放系统内进行燃烧,如果不加控制,在极端的环境条件下,它可以将所能及的可燃物全都燃烧掉,造成重大森林资源和经济损失,甚至人员伤亡。
气候变化导致山火频发
作为世界上森林面积第三大的国家,加拿大拥有近3.62亿公顷的森林,林木蓄积量约500亿立方米。其森林中,约75%属于北方针叶林,主要树种有云杉、冷杉、松树等。针叶树富含油脂,一旦燃烧,火强度大,蔓延迅速。
据统计,2000—2021年,加拿大每年约发生7000多起山火,平均受害面积约250万公顷。研究结果还表明,气候变化带来的更热、更干燥的条件,导致加拿大发生更频繁、更严重的森林火灾。虽然山火发生的时间和地点每年都有所不同,但都表明一个现象,那就是火灾季节开始得更早,持续的时间更长。
此次加拿大山火严重,正是由于气候变化带来的长期干旱、极端高温和多大风天气,导致森林可燃物非常干燥,一方面会同等热量火源的引燃概率明显增加;另一方面,山火一旦被引燃,会在干燥的、可燃物中快速蔓延,加上风的助力,火面积迅速扩大而失控。另外,气候变化还导致了雷击火源的增多,这也是山火多发的一个重要影响因素。
加拿大自然资源部最新统计表明,截止6月7日,加拿大今年共发生火灾2306次,受害面积约370万公顷,火灾次数和受害面积分别是历史同期10年均值的1.34倍和13.56倍。
对于长期遭受干旱的区域,少量的降雨对于缓解干旱和增加可燃物湿度的作用有限。因此,只有大范围、较高强度的降雨才能真正遏止山火频发的势头。
源头治理,科学防控
我国也是山火的多发国家,气候变化影响下火灾形势非常严峻。2022年,长江流域春夏季长期高温高旱,重庆、湖南、江西等省区连续发生森林火灾。近年来,雷击火数量增多,重特大森林火灾中雷击火的比例也明显上升。
为应对山火,可通过以下措施,防范化解山火发生的风险:
一是提高全民防火意识,严格火源管控,降低人为火的发生概率。
二是提升雷击定位精度,助力雷击火快速定位。实施可燃物生态调控,推广耐火抗火树种,降低森林整体的燃烧性。
三是加强火灾风险隐患排查整治和防火基础设施建设,建立林火综合阻隔体系,降低火灾大面积蔓延的可能性。
四是提升火灾的预警监测能力,实现火灾风险的精准研判、火情的早发现和早处置。
五是加强灭火装备研发和专业力量建设,提高火灾的综合扑救能力。
(作者系中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所研究员)