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森林火险预报

蔓延速度、林火强度和林火特性(地下火、地表火、树冠火)等。它有利于林区防火、灭火和林火管理等工作。早在1928年,加拿大J.G.赖特提出用相对湿度来预报森林火灾。后来许多国家采用多种要素进行火险天气预报研究,1938年苏联В.Г.涅斯捷罗夫提出了森林火险预报综合指标法。到50年代初,人们提出了林火发生预报和林火强度预报。70年代,美国开展了林火发生和林火行为的综合预报。

在林区防火季节,根据气象要素(温度、湿度、降水、风速等)、可燃物类型、火源等因素估测林火发生可能性、着火时间、蔓延方向和速度的林业气象预报。主要内容有:①火灾危险天气预报。根据气象因子与森林火灾的定量关系,预报未来可能发生森林火灾的天气条件。②林火发生预报。根据气象因子变化与自然火源、人为火源出现的可能,预报林火的发生。③森林火灾行为预报。根据气象要素影响森林可燃物的干湿程度和林火特性,预报林火蔓延速度、林火强度和林火特性(地下火、地表火、树冠火)等。它有利于林区防火、灭火和林火管理等工作。

早在1928年,加拿大J.G.赖特提出用相对湿度来预报森林火灾。后来许多国家采用多种要素进行火险天气预报研究,1938年苏联В.Г.涅斯捷罗夫提出了森林火险预报综合指标法。到50年代初,人们提出了林火发生预报和林火强度预报。70年代,美国开展了林火发生和林火行为的综合预报。中国从50年代开始建立森林火险监测网,制定森林火险预报的方法,并进行预报服务。

预报因子

森林火灾发生发展除与森林可燃物的种类、森林特性、森林类型等有关外,与气象因子的关系密切。气象因子不仅影响森林可燃物的干湿程度,而且影响火的蔓延和林火行为的特点。主要的气象因子是空气湿度、温度、风速、降水量和连旱天数等:①空气湿度。直接影响森林可燃物的干湿变化,特别是影响地表可燃物(枯枝落叶和枯草等)的干湿程度,空气湿度越小,森林可燃物的水分蒸发越快,越易燃烧。当湿度较大时,森林火灾蔓延速度缓慢,火灾强度明显降低。②空气温度。温度升高可以提高可燃物本身的温度。反之则相对湿度增大,火灾的发生和扩展较困难。在一天中,午后温度升高,火势发展猛烈,不易扑救;晚上气温下降,湿度增大,火灾蔓延速度减缓,林火强度减弱,有利灭火。③降水。降水量的大小直接影响森林可燃物含水量的变化,降水量越大,地面覆盖物含水量越大,森林潮湿不易发生火灾;正发生的火灾如果遇到降雨,火势减弱,蔓延速度减缓。④连旱天数。连旱天数增加,可燃物干燥易燃。如连旱日数不长,林火只能燃掉地表枯枝杂草,火焰高度仅十几厘米,对林木生长无影响;如果连续干旱几周和1个月以上,同样的森林就可能发生狂燃大火,甚至燃毁整个森林。⑤风。能加速水分蒸发,促使森林可燃物易燃,同时又能增加燃烧区的氧气供应,助长火灾的发展和蔓延。另外风能增加飞火的数量,导致火场的扩大。因此,大风高温天是林区发生大火的危险性信号。

预报方法

首先对该地区天气与火险间的复杂关系进行分析研究,包括:①统计气候研究,对以往火灾的出现与主要气象要素进行相关分析。②天气图分型,分析火灾的出现及林火行为与天气形势的联系。③在火区周围组织火区行为的观测,找出其微气象、地形气候的规律。④事例分析,根据历次林火档案,研究大火灾的全面情况。⑤理论研究,例如着火、蔓延的理论问题。然后采用综合指标法、实效湿度法和双指标法进行预报。

综合指标法

根据无雨期间的空气饱和差、气温及降水量的综合影响确定综合指标数值,用来估计森林燃烧的可能性。综合指标法按下式计算:

森林火险预报

式中 Г为综合指标;n为无雨期(即日降水量不足2.0毫米的持续天数);t为无雨期间的逐日13时气温(℃);d为无雨期间逐日13时空气湿度饱和差(百帕)。

中国小兴安岭林区森林火险等级与综合指标,见表1。

表1 燃烧性和综合指标查定表

在小兴安岭地区进行火灾预报时,由于考虑到风对火灾蔓延的影响,在综合指标的基础上,还应加上风的补正(表2)。用风速补正系数乘上综合指标即得出补正后的综合指标。表2中加有括弧的表示有待商榷的系数。

表2 不同风速的补正系数查定表

实效湿度法

对木材干湿的影响,不仅要考虑当时的湿度,而且要考虑到前几天湿度的影响。而前几天的平均相对湿度对木材干湿的影响,可用系数的指数加权计算:

森林火险预报

式中 γm为当天的实效湿度;α为任一日期空气湿度对林木温度影响的系数,一般为0.5~0.7,其指数用作加权系数;R n为自预报日起向前推至n天的平均相对湿度;n为影响林火湿度的日数。表3为小兴安岭林区森林的易燃等级与实效湿度的关系。在实际火险预报中,一级、二级不易着火,一般不发布火险预报;三级、四级比较容易着火,发布三、四级火险预报,做好防火灭火各种准备工作。五级火险时,极易着火,应发出紧急火险预报。

着火指标和蔓延指标法

又称双指标法。森林能否着火和当天的最小湿度与最高温度密切相关。因此,可用最小湿度的指数增长数和最高温度的指数增长数相加,以确定着火指标;用当天的实效湿度的指数衰减数和风速的指数增长数相加,以确定蔓延指标。此外,还可根据火险资料和气象资料,建立火险发生可能性的线性或非线性统计回归预报模式,以及采用百分数评分法等进行森林火险预报

表3 小兴安岭林区森林的易燃等级与实效湿度

林火监测和预报发布

森林火险预报是在森林防火季节由气象部门和林业部门共同发布的。为了提高火险预报准确率,可以设立测雨雷达,绘制雨量分布图;在林区增设气象网点,尤其在无人山区需架设无人观测气象网点;有的国家用人造卫星接收这些台站的气象资料,通过电子计算机中心精确计算该区各地段森林火险等级,并通过电传打字机传递火险预报,各地根据预报拟定防火计划。此外,有的国家研制了林火行为计算器,输入气象因子和可燃物湿度,计算器就可显示林火蔓延速度、火的强度和火焰高度等。这种计算器有助于野外扑火时计算扑火劳力、物力和确定扑火方法。