3月30日至今,四川涼山的森林火災引起了全國各地的廣泛關注,而此次火災讓社會開始警醒的卻是30名救火英雄的壯烈犧牲。

  其實我國森林火災一直趨於頻繁。據國家統計局統計,2012年-2016年,全國年均發生森林火災3314起,受害森林面積13189公頃,因森林火災造成人員傷亡50人;2017年,發生了森林火災3223起。雖然我國森林火災相對於十年前數量、森林受害面積及人員傷亡均有所下降,但其影響仍然非常之巨大。

  放眼全球,全世界每年平均發生森林火災20多萬次,燒燬森林面積約佔全世界森林總面積的0.1%以上,傷亡人數上千人。森林火災不僅燒死、燒傷林木,直接減少森林面積,而且嚴重破壞森林結構和森林環境,導致森林生態系統失去平衡,同時也直接威脅人們的生命財產安全。

  近150年以來,最嚴重的森林火災當屬2007年8月希臘發生的重大森林火災,遇難人員達70多人,其過火面積超過國土面積的一半,引發嚴重生態災難。2018年,希臘又再次發生森林大火,損失慘重。

  希臘森林大火(2018年);圖片來自網絡

  森林火災起因

  我們知道,火災是燃燒形成的,而燃燒需要的條件是可燃物、助燃物和燃點,只有同時達到這三個條件,物質才能被燃燒,火災纔有可能發生。在森林中,可燃物是無處不在的,如喬木、灌木、草類、苔蘚、地衣、枯枝落葉、腐殖質和泥炭等均爲可燃物;而助燃物,通常爲氧氣,則恰恰也是森林中富含的物質。另外一個條件,燃點,即要達到相應的溫度才能燃燒,這個條件,通常是自然(雷擊)或人爲(人爲火源)因素引起的。

  其實,自然雷擊一直是引起森林火災的重要因素,特別是在乾旱條件下的乾雷暴。雷擊釋放的能量巨大,大的雷擊可以瞬間讓樹木的溫度達到燃點。統計表明,在加拿大艾伯塔省平均1400次雷擊就能引起一場森林火災,而BC省平均50次就能引發一起。

  隨着人類的出現,人造火源引起的森林火災逐漸增加,其火源大到戰爭的槍火炮彈,小到篝火、放鞭炮等日常活動。另一方面,隨着人類工業的發展,全球變暖,特別是進入80-90年代以來,火災有上升的趨勢。雖然各國防火費用的投入不斷增加,但火災面積並未有明顯減少。

  火勢的蔓延規律

  當火情發生時,火災的蔓延主要與熱對流、熱輻射和熱傳導等3種熱傳播形式有關。

  熱對流是由於熱空氣上升,周圍冷空氣補充而在燃燒區上方形成對流煙柱,可集聚燃燒的熱量近3/4,它在強風的作用下,往往是使地表火轉爲樹冠火的主要原因。熱輻射是地表火蔓延的主要傳熱方式,它以電磁波的形式向四周直線傳播。當森林火災發生時,火災附近的整體溫度均會上升,從而使其他樹木更接近燃點,這主要是由熱輻射引起的。熱傳導是可燃物內部的傳熱方式,其傳熱快慢決定於可燃物導熱係數的大小,熱傳導往往會加劇同一樹木的燃燒。

  火的蔓延速度和風速成正相關,在山地條件下,由下向上蔓延快,火勢強,稱衝火;由山上向下蔓延慢,火勢弱,稱坐火。顯然,森林火災會趨向於往更高的地方燃燒。

  蔓延速度最快、火勢最強的部分爲火頭。我們知道火是可燃物與助燃物在達到燃點時發生的一種劇烈的發光發熱的化學反應產生的,火頭處具有非常充分的可燃物(樹木草叢),及助燃物(氧氣),所以其化學反應非常劇烈,溫度很高,並逐步趨於可燃物多和氧氣濃度高的區域。

  蔓延速度最慢與火頭方向相反的部分爲火尾;介於火頭與火尾兩側的部分爲火翼。接近火頭部分的火翼蔓延較快,而接近火尾的火翼部分蔓延較慢。在山崗地形蔓延時,火向兩個山脊蔓延較快,而在溝谷中蔓延較慢,常呈凹形或雞爪形。

  爆燃

  此次涼山火災救火英雄的犧牲主要是由於林火爆燃導致的。那麼什麼是爆燃呢?我們知道燃燒是一種發光發熱的化學反應,但是它幾乎不產生衝擊波,傳播速度較慢;而爆燃的傳播速度是非常快的,並帶有明顯的衝擊波;當其燃燒反應(能量釋放)傳播速度大於聲速(340m/s)時,就是爆炸了。由此可見爆燃的危害幾乎接近於爆炸,是非常難以躲避的。

  導致爆燃的原因一般有兩種:一是地面植被和林下可燃物因長期堆積後發生腐爛,進而產生大量可燃氣體(如甲烷等),同時與腐爛的可燃物混合後,突遇明火發生劇烈燃燒造成;二是在較爲封閉式的地形中,如山脊、蔓延而至的林火使這些地形中的可燃物同時預熱,導致局部氣體壓力驟升,火勢急劇擴張形成。

  我國森林大火地域分佈

  從下表可以看出[1],我國森林火災次數較多的主要是華中南地區和西南地區,其受害森林面積也最大,傷亡人數也最多,這與其森林面積本身較多也有關係。然而,雖然在華東地區火災次數和受害森林面積比前者較低,但其造成的經濟損失卻遠遠高於我國其它地區。

  [1]郭帥. 我國森林火災地域分佈特徵[J]. 物流工程與管理雜誌,2016(8).

  森林滅火的主要方法

  森林火災滅火有多種措施,主要分爲直接滅火、間接滅火、航空滅火和人工降雨滅火。

  直接滅火適用於弱度和中強度的地表火災。一般包括撲打、復土、以水滅火、化學滅火和風力滅火。

  “迫擊炮”滅火彈(滅火劑)滅火;圖片來源:慧聰消防網

  當火勢較大時,或產生了地下火和樹冠火時,則需採用間接滅火。間接滅火一般有隔離帶法,如在火場前方或周圍開設防火線、防火溝等,以阻截火的蔓延;另一種間接滅火的方法即以火滅火法,即通過人造火將襲來的火焰所需要的可燃物全部燒掉,並大量消耗氧氣,最後兩股火焰會同歸於盡。

  當火災發生在交通不便的森林地帶時,一般則用飛機在火場附近空降消防人員進行滅火,此外,飛機噴灑滅火劑形成的隔離帶能阻截溝塘火、灌木火和草原火。

  美國UH-60黑鷹直升機正在與森林大火作戰;圖片來自網絡

  在具備降雨天氣條件的地帶時,可以用飛機或火箭在雲層中撒佈少量促進冰晶作用的成核劑(如干冰、碘化銀、硫化銅、尿素和四聚乙醛等),從而促成降雨而滅火。

  森林火災中求生:切忌往山上跑

  在森林火災中對人身造成的傷害主要來自高溫、濃煙和一氧化碳,容易造成熱烤中暑、燒傷、窒息或中毒,尤其是一氧化碳具有潛伏性,會降低人的精神敏銳性,中毒後不容易被察覺。因此,一旦發現自己身處森林着火區域,應當使用沾溼的毛巾遮住口鼻,附近有水的話最好把身上的衣服浸溼,這樣就多了一層保護。然後要判明火勢大小、燃燒的方向,應當逆風逃生,切不可順風逃生。

  在森林中遭遇火災一定要密切注意風向的變化,因爲風向決定了大火的蔓延方向,也決定了你逃生的方向是否正確。實踐表明現場颳起5級以上的大風,火災就會失控。如果突然感覺到無風的時候更不能麻痹大意,這時往往意味着風向將會發生變化或者逆轉,一旦逃避不及,容易造成傷亡。

  如果被大火包圍在半山腰時,要快速向山下跑,切忌往山上跑,通常火勢向上蔓延的速度要比人跑快得多,火頭會跑到你的前面。在逃生過程中,當煙塵襲來時,用溼毛巾或衣服捂住口鼻迅速躲避。躲避不及時,應選在附近沒有可燃物的平地臥地避煙。切切不可選擇低窪地或坑、洞,因爲低窪地和坑、洞容易沉積煙塵。

  文明祭掃,防火防爆

  最後,需要強調的是,在我國,森林火災95%以上是人爲引起的,其中由於吸菸、燒荒和上墳燒紙等引起的火災佔了絕對數量。當下正值清明假期,希望大家文明祭祀,保護好我們的森林,以此告慰剛剛逝去的30位烈士亡靈。

  文明祭祀,不攜帶易燃易爆物品上山;圖片來自網絡

  作者 | 林強

  責編 | 高佩雯

  文章由騰訊科普“科普中國頭條創作與推送項目”團隊推出

  轉載請註明來自科普中國

相关文章