森林火險(xiǎn)與氣象因素多元相關(guān)性及其分析

張翹

[摘 要] 森立火災(zāi)的發(fā)生除了和人為因素有著密切的關(guān)系之外，氣象因素也是導(dǎo)致森林火災(zāi)發(fā)生的主要因素。隨著最近幾年遼寧省本溪市的森林覆蓋面積逐漸增加，該地區(qū)的森林防火工作面臨著巨大的壓力。每年都需要我們做好各個(gè)方面的防范工作。但是因?yàn)闅庀笠蛩刈鳛橐粋€(gè)不可控制的非人為因素，對(duì)森林火災(zāi)的預(yù)防產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，因此，做好森林火災(zāi)和氣象因素的多元相關(guān)性的研究和分析就顯得十分重要了。本文主要結(jié)合實(shí)際情況，從日照小時(shí)、氣溫、降水量等多個(gè)方面，利用相應(yīng)的分析方法分析了其與森林火災(zāi)發(fā)生的相關(guān)性，在多種氣象因素綜合作用下對(duì)森林火災(zāi)發(fā)生的變化規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。研究結(jié)果顯示，森林火災(zāi)的發(fā)生和日照小時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度、溫度和降雨量之間存在著一定的穩(wěn)定聯(lián)系性，通過對(duì)影響森林火險(xiǎn)氣象因素的相關(guān)性進(jìn)行分析研究，能夠?yàn)樯只馂?zāi)的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

[關(guān)鍵詞] 森林火險(xiǎn) 氣象因素 多元相關(guān)性 分析

[中圖分類號(hào)] S762 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2015）09-0294-02

我國是一個(gè)森林火災(zāi)多發(fā)的國家之一，森林火災(zāi)每年都會(huì)對(duì)我國的森林資源和環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。為了切實(shí)提高我國深林火險(xiǎn)的預(yù)防能力，除了研究出防治森林大火的撲救方法，預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生，做好氣象因素綜合作用下對(duì)森林火災(zāi)的影響工作更為重要。森林火險(xiǎn)的發(fā)生除了受到人為因素的影響之外，還會(huì)受到氣象因素的限制和影響，通過分析相應(yīng)的氣象因素，就可以有效的分析火災(zāi)的信息，從而切實(shí)對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行科學(xué)與測，指導(dǎo)我們科學(xué)進(jìn)行防火建設(shè)。而影響森林火險(xiǎn)出現(xiàn)的氣象因素有很多，日照小時(shí)數(shù)、降雨量和溫度等因素綜合作用，都會(huì)導(dǎo)致森林出現(xiàn)火險(xiǎn)，再加上這些氣象因素相互之間的作用，使得森林火險(xiǎn)的預(yù)防工作成為一個(gè)十分復(fù)雜的工作。本次研究過程中，主要從日照小時(shí)數(shù)、降雨量、相對(duì)濕度和氣溫等氣象因素進(jìn)行分析和研究，希望通過本次研究對(duì)更好的促進(jìn)森林火險(xiǎn)預(yù)防研究有一定的幫助。

1 資料選取

本次研究過程中，選取了遼寧本溪地區(qū)市林業(yè)局防火辦公室提供的2004～2014年，共計(jì)10年的森林火險(xiǎn)資料。其中2004年～2007年的數(shù)據(jù)為逐日原始數(shù)據(jù)，2007年～2014年的數(shù)據(jù)材料為年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。這十年的氣象材料來源于本溪市氣象局所提供。

2 森林火災(zāi)的分布特征分析

2.1 森林火災(zāi)的年際變化特征

2004年～2014年間，發(fā)生森林火險(xiǎn)次數(shù)最多的是2010年，高達(dá)24次，然后就是2007年，森林火險(xiǎn)次數(shù)有16次，森林火險(xiǎn)次數(shù)最少的是2013年，僅出現(xiàn)了1次。

2.2 森林火險(xiǎn)的空間分布特征

從2004年～2014年，本溪地區(qū)森林火險(xiǎn)發(fā)生的區(qū)域分布來看，多數(shù)都發(fā)生在本溪自然森林公園附近，這些地區(qū)游客較多，森林茂密，森林植被多數(shù)是由松樹和灌木組成。在本溪縣滿族自治境內(nèi)是森林火險(xiǎn)發(fā)生最為嚴(yán)重的區(qū)域。此外，在本溪東部接近撫順地區(qū)的森林也是發(fā)生森林火險(xiǎn)的主要地區(qū)。

2.3 森林火險(xiǎn)的月際變化特征

森林火險(xiǎn)月際變化最為明顯的月份是每年的2～4月份，8月份和9～12月份。其中森林火險(xiǎn)主要集中在每年的2～3月和9～10月之間。這些時(shí)期預(yù)防森林火災(zāi)的重要時(shí)期。

2.4 森林火災(zāi)的日變化特征

從森林火險(xiǎn)出現(xiàn)的日變化情況分析，在本溪地區(qū)森林火險(xiǎn)多發(fā)生在白天9點(diǎn)～19點(diǎn)之間，其中發(fā)生頻率最高的會(huì)集中在白天的11點(diǎn)～17點(diǎn)之間。其中，高數(shù)值區(qū)會(huì)出現(xiàn)在下午的15點(diǎn)～17點(diǎn)之間，次高數(shù)值區(qū)域會(huì)出現(xiàn)在中午的11點(diǎn)～12點(diǎn)之間。在本次研究過程中發(fā)現(xiàn)，森林火險(xiǎn)的日變化和氣象因素的而日變化呈現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，高數(shù)值區(qū)域正好是本地區(qū)對(duì)應(yīng)的下午氣候溫度較高，相對(duì)濕度較小以及風(fēng)力較大的時(shí)間，而次高數(shù)值區(qū)的出現(xiàn)可能與人類的活動(dòng)有著密切的關(guān)系。

3 森林火險(xiǎn)和氣象因素的多元相關(guān)性分析

3.1 日照小時(shí)數(shù)與森林火險(xiǎn)之間的相關(guān)性

日照小時(shí)數(shù)和森林火險(xiǎn)發(fā)生的次數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)性。對(duì)2004年～2014年的森林火險(xiǎn)出現(xiàn)的日照小時(shí)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析顯示，日照小時(shí)數(shù)在3小時(shí)以上的占據(jù)了90%以上，日照小時(shí)數(shù)在6小時(shí)以上的占據(jù)了80%左右。在氣象條件上規(guī)定，每天的日照小時(shí)數(shù)在3～6小時(shí)之間，定義為晴到多云的天氣，日照小時(shí)數(shù)超過6小時(shí)定義為晴到少云的天氣，這就說明了森林火險(xiǎn)發(fā)生多在晴朗的天氣下，這時(shí)由于太陽照射充分，一方面增溫效果顯著，另一方空氣中的相對(duì)濕度降低，森林中的枯枝和干枯的樹葉等可燃物變得越來越干燥，在合適的燃燒點(diǎn)環(huán)境下，就會(huì)出現(xiàn)森林火險(xiǎn)。因此，在晴朗的天氣下，能見度越高，森林火險(xiǎn)的可能性就會(huì)越大，相反天氣陰沉，環(huán)境溫度較低，相對(duì)濕度較大，森林火災(zāi)的發(fā)生的概率較小。

3.2 氣候溫度與氣象因素的相關(guān)性

氣候溫度和森林火險(xiǎn)有著十分密切的關(guān)系，是森林火險(xiǎn)最終蔓延成森林大火重要的氣象因素。森林中的氣候溫度越高，可燃物中的水分就會(huì)蒸發(fā)的越快，干燥的枯枝落葉很容易引起森林火險(xiǎn)的出現(xiàn)。溫度會(huì)顯著影響到可燃物的著火點(diǎn)，而高溫會(huì)促使火險(xiǎn)迅速蔓延，使得森林中的火勢迅速發(fā)展?？諝獾臏囟仍礁?，森林植被的水分蒸發(fā)的就越快，含水量減低一些可燃物就越干燥，像松樹生長過程中會(huì)產(chǎn)生油脂，這些油脂高溫和干燥的環(huán)境下很容易燃燒，這時(shí)森林火險(xiǎn)的等級(jí)就會(huì)變的更高。在氣象研究領(lǐng)域，經(jīng)常會(huì)使用溫度距平來表示某一個(gè)地區(qū)總森林火險(xiǎn)的發(fā)生日溫度偏離平均溫度狀況的程度，也就是采用日平均氣溫和歷史同期平均氣溫的始終差值進(jìn)行衡量。對(duì)發(fā)生火險(xiǎn)日的溫度距平進(jìn)行分析和研究，發(fā)現(xiàn)火險(xiǎn)發(fā)生日溫度距平高達(dá)90%以上，特別是在2～4.9度的溫度距平值占到了火險(xiǎn)是總數(shù)的一半以上。詳細(xì)情況見表1所示。進(jìn)一步對(duì)火險(xiǎn)日的氣溫差進(jìn)行比較和分析，日差小于7度的占10%左右，日差在7～20度的占到了90%左右。通過分析我們也知道，日差溫相差越大，森林火險(xiǎn)的發(fā)生率也就越高。本次研究的結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)的研究是一致的。當(dāng)日差溫度小于7度時(shí)，森林火險(xiǎn)發(fā)生率較低，當(dāng)日差在7～20度之間，森林火險(xiǎn)的發(fā)生率顯著增大。

表 1 森林火災(zāi)日溫度距平概率分布

3.3 相對(duì)濕度與森林火險(xiǎn)相關(guān)性分析

空氣中的相對(duì)濕度是用來表示空氣中含水量的多少或者表示空氣中干濕程度的物理量。相對(duì)濕度是影響森林火險(xiǎn)的一個(gè)重要因素。其關(guān)系到火險(xiǎn)的蔓延程度和蔓延的快慢?？諝庵邢鄬?duì)濕度低，火險(xiǎn)蔓延程度較快，反之較慢。本次研究過程中，對(duì)41個(gè)森林火險(xiǎn)日的是平均相對(duì)濕度和最小相對(duì)濕度進(jìn)行分析顯示，森林火險(xiǎn)的出現(xiàn)和空氣相對(duì)濕度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。相對(duì)濕度越小，火險(xiǎn)發(fā)生次數(shù)越多，詳細(xì)情況見表2、3所示。通過對(duì)表2、3進(jìn)行分析標(biāo)明，森林火險(xiǎn)日當(dāng)天的空氣相對(duì)濕度均在76%以下，當(dāng)日平均相對(duì)濕度超過76%時(shí)，是不容易發(fā)生森林火災(zāi)的。但是如果長期不下雨，即使空氣中的相對(duì)濕度超過上述數(shù)值，森林火險(xiǎn)依然十分容易發(fā)生。但森中日最小度小于50%之后，森林火險(xiǎn)的發(fā)生率高達(dá)90%以上，日最小相對(duì)濕度超過65%之后，幾乎不會(huì)發(fā)生森林火險(xiǎn)。

表 2 森林火災(zāi)日平均相對(duì)濕度概率分布

表 3 森林火災(zāi)日最小相對(duì)濕度概率分布

3.4 降水量與森林火險(xiǎn)的相關(guān)性分析

降水增加了空氣中的相對(duì)濕度和可燃物的含量，使得可燃物變得潮濕不容易燃燒，因此，降水是抑制森林火險(xiǎn)發(fā)生的抑制因素。在本溪地雨季多幾種在6～8月份之間，而秋冬季節(jié)降水量少，容易引發(fā)森林火險(xiǎn)。分析降水量和森林火險(xiǎn)的關(guān)系，降水量和森林火災(zāi)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。通過對(duì)2004年～2007年本溪地區(qū)4年間森林火險(xiǎn)逐日統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以得到，無連續(xù)降水日與森林火險(xiǎn)的次數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)，有超過一半以上的森林火險(xiǎn)發(fā)生前連續(xù)三天以上沒有出現(xiàn)降雨。特別是在秋冬季節(jié)，森林火險(xiǎn)發(fā)生前均有超過10天以上的連續(xù)無降雨天氣，有的甚至?xí)^一個(gè)月。詳細(xì)情況見表4。

表4 森林火災(zāi)日最長連續(xù)無降水日數(shù)概率分布

4 討論

首先，森林火險(xiǎn)和氣象條件有著密切的聯(lián)系性，通過對(duì)本溪地區(qū)日照小時(shí)數(shù)、氣候溫度、相對(duì)濕度以及降雨量四個(gè)氣象因素進(jìn)行分析顯示，森林火險(xiǎn)和日照小時(shí)呈現(xiàn)正相關(guān)，與相對(duì)濕度和降水量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，與溫度距平和日較差密切不相關(guān)；其次，根據(jù)影響森林火災(zāi)主要?dú)庀笠蛩?，需要我們切?shí)做好森林火險(xiǎn)預(yù)警和預(yù)報(bào)工作，加強(qiáng)對(duì)森林防火知識(shí)的宣傳和教育，控制好野外人為用火，杜絕森林火災(zāi)的發(fā)生，從而切實(shí)減少人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的損失；最后，在進(jìn)行森林火險(xiǎn)預(yù)防過程中，森林火險(xiǎn)的出現(xiàn)除了收到人為因素的影響之外，氣象因素對(duì)森林火險(xiǎn)的影響最為顯著，同時(shí)，還會(huì)受到地形地貌、森林類型以及植被落物等因素的綜合影響，本次研究主要是對(duì)進(jìn)入新世紀(jì)以后，本溪地區(qū)的氣象因素進(jìn)行了分析，其規(guī)律還需今后進(jìn)行進(jìn)一步的研究和驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1]孔照林，王亞云，賈燕，陸明. 浙江森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)精細(xì)化預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 科技視界. 2013（36）

[2]齊東方，董杰，潘華盛. 森林火險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)報(bào)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 黑龍江水專學(xué)報(bào). 2010（03）

[3]羅林勇，宋啟堃，倫麗. 貴州省黔南州森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)測共享系統(tǒng)研究[J]. 貴州氣象. 2011（04）

[4]霍瑞利，隋兵，楊仁平，歐陽惠. 湖南省森林火險(xiǎn)指數(shù)的探討[J]. 森林防火. 2013（01）

[5]孫亞強(qiáng)，孫平巖. 應(yīng)用氣象自動(dòng)觀測站建立區(qū)域性森林火險(xiǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的研究[J]. 森林防火. 2014（01）

[6]張學(xué)藝，李鳳霞. 寧夏森林火險(xiǎn)天氣等級(jí)預(yù)報(bào)方法的研究[J]. 寧夏農(nóng)林科技. 2011（03）

[7]田曉瑞，舒立福，王明玉. 北京地區(qū)近兩年春季森林火險(xiǎn)對(duì)比研究[J]. 火災(zāi)科學(xué). 2010（03）

[8]趙鳳君，舒立福，田曉瑞，王明玉. 森林火險(xiǎn)中長期預(yù)測預(yù)報(bào)研究進(jìn)展[J]. 世界林業(yè)研究. 2010（02）