大興安嶺地區(qū)森林火災(zāi)和氣象因子相關(guān)性研究

蔡恒明 魏航 陳圣東

摘要：? 根據(jù)大興安嶺地區(qū)1990～2012年森林火災(zāi)（簡稱林火）數(shù)據(jù)信息，選擇對林火發(fā)生影響較大的溫度、最高溫度、降水量、風速、相對濕度和當日最低濕度6個氣象因子，分析了氣象因子和林火發(fā)生的相關(guān)關(guān)系，為林火預(yù)防提供參考。

關(guān)鍵詞：? 林火;? 氣象因子;? 大興安嶺

中圖分類號：? ?S 762. 1? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001 - 9499（2021）01 - 0049 - 03

森林火災(zāi)（簡稱林火）的發(fā)生和森林植被類型、火源以及環(huán)境條件息息相關(guān)，一般情況下，森林植被類型和火源相對比較穩(wěn)定，環(huán)境條件主要是氣象條件變化比較大，在林火發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用[ 1 ]。因此，采用氣象因子研究林火發(fā)生的規(guī)律，可以幫助政府有關(guān)部門評估火災(zāi)風險，并有序開展林火防范工作。本文分析了大興安嶺地區(qū)23年的林火變化規(guī)律，并對該地區(qū)林火次數(shù)和氣象因子的相關(guān)性進行研究，以期為政府部門提供參考，減少因火災(zāi)導(dǎo)致的經(jīng)濟損失和人員傷亡。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)域概況

大興安嶺地區(qū)位于黑龍江省西北部，總體呈西北-東南走向，東接小興安嶺，西臨呼倫貝爾草原，南達松嫩平原，北靠黑龍江流域，平均海拔573 m，森林面積廣闊，植被以針葉林為主，森林覆蓋率達80.95%，是我國重點火險區(qū)之一[ 2 - 4 ]。該地區(qū)屬于寒溫帶大陸性季風氣候，四季分明，全年平均氣溫-3 ℃，平均降水量為460 mm，日照在2 600 h以上。每年春季及秋季，植物干枯，氣溫相對較高，風速大，是森林火災(zāi)多發(fā)且林火容易蔓延的季節(jié)[ 5 ]。

1. 2 數(shù)據(jù)來源

林火數(shù)據(jù)來自于大興安嶺地區(qū)森林防火辦公室，共收集1990～2012年記錄有火災(zāi)發(fā)生時間、地點、過火面積等信息626條。氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，選取漠河（50136）、塔河（50246）、呼中（50247）、新林（50349）、呼瑪（50353）、加格達奇（50442）6個氣象站點火災(zāi)發(fā)生當日、前1日和前2日的地面觀測數(shù)據(jù)。

1. 3 數(shù)據(jù)處理方法

在統(tǒng)計大興安嶺地區(qū)1990～2012年林火歷史發(fā)生數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，選擇對林火發(fā)生影響較大的溫度、最高溫度、降水量、風速、相對濕度和當日最低濕度6個氣象因素，采用緯度距離方向權(quán)重反比法得到火災(zāi)位置的氣象信息。

2 結(jié)果與分析

2. 1 林火發(fā)生規(guī)律

根據(jù)圖1分析可見，大興安嶺地區(qū)林火發(fā)生次數(shù)有比較明顯的年際變化，主要呈現(xiàn)3個階段，1990～? 1997年、1998～2005年、2006～2012年。1990～1997年這8年年平均林火次數(shù)14.98次，最高是1992年28次;1998～2005年，這8年林火次數(shù)顯著增加，最多一年（2000年）高達94次，年平均43.89次，明顯高于另外2個階段;2006年以后，林火次數(shù)各年份分布比較均勻，平均18.67次，保持為低發(fā)狀態(tài)。

由圖2可見，林火主要分布在2～10月，5、6月是林火高發(fā)期，23年共發(fā)生362次，占總數(shù)的57.8%。

從大興安嶺地區(qū)林火次數(shù)全天各時間段變化（圖3）可見，林火主要發(fā)生在9～18時，占總數(shù)的91.2%，易發(fā)時段林火次數(shù)波動不是很明顯，15點和16點2個時間段達到峰值。

2. 2 林火發(fā)生氣象因子分析

通過氣溫與林火發(fā)生概率（圖4a）可見，火災(zāi)發(fā)生當日，17～19 ℃發(fā)生林火的概率最大，91%的林火發(fā)生在15～25 ℃;28%的林火發(fā)生前1日和27%的林火發(fā)生前2日溫度為19～21 ℃;85%以上的林火發(fā)生前1～2日平均氣溫為15～25 ℃。最高氣溫和林火的關(guān)系和平均氣溫趨勢相近，林火集中在平均最高氣溫29～33 ℃這個區(qū)間（圖4b）。溫度過高（>38 ℃）、過低（<18 ℃）都不利于林火發(fā)生。從降水和林火發(fā)生概率（圖4c）可見，降水量越少，越容易發(fā)生林火。林火發(fā)生當日、前1～2日降水量為0時發(fā)生林火次數(shù)最多，分別占到總數(shù)的75%、79%、69%。從風速和林火發(fā)生概率（圖4d）可以看出，林火發(fā)生當日平均風速多在1～3 m/s，占到總數(shù)的74%，林火發(fā)生前1～2日，林火在1～3 m/s這個區(qū)間次數(shù)分別占到總數(shù)的71%和73%，比較集中。

通過濕度和林火發(fā)生概率（圖4e）可見，林火發(fā)生當日空氣濕度60%～65%概率最高，為21%;前1日空氣濕度65%～70%概率最高，為23%;前2日空氣濕度60%～65%概率最高，為25%。可見，相對濕度60%～70%容易發(fā)生林火。通過最小相對濕度和林火發(fā)生概率（圖4f）可見，林火發(fā)生當日、前1～2日最小濕度概率極大值區(qū)間分別為20%～25%、20%～25%、30%～35%，87%的林火發(fā)生時當日最低相對濕度小于45%。

通過對大興安嶺地區(qū)林火發(fā)生當日和前1～2日各氣象因子統(tǒng)計及對比可見（表1），林火發(fā)生當日的風速、氣溫高于林火發(fā)生前1～2日相應(yīng)數(shù)值，降水量、相對濕度低于林火發(fā)生前1～2日相應(yīng)數(shù)值。因此，溫度升高、風速增大、降水量減少等氣象因子變化，容易導(dǎo)致林火發(fā)生。

3 結(jié) 論

3. 1 林火發(fā)生與氣象因子變化關(guān)系密切，根據(jù)大興安嶺地區(qū)林火分布特征，分析了平均氣溫、最高氣溫、降水量、風速、相對濕度、最小相對濕度6個氣象因子與林火的關(guān)系，得出林火與平均氣溫、最高氣溫正相關(guān)，與相對濕度、最低相對濕度、降水量負相關(guān)，合適的風速有利于林火發(fā)生。

3. 2 大興安嶺地區(qū)是林火多發(fā)區(qū)域，應(yīng)注意火災(zāi)防范。林火多發(fā)生在5、6月，并且集中在林火當日9～18時。連續(xù)三天平均氣溫15～25 ℃、無有效降水、平均濕度60%～65%、當日最低相對濕度<45%時，易發(fā)生森林火災(zāi)。

3. 3 本文只選取了溫度、風速等6個氣象因子，沒有將日照、氣壓、蒸發(fā)量等其他氣象因子納入研究范疇，且沒有添加地形、地貌和人為基礎(chǔ)設(shè)施等非氣象因子，可以在今后的研究中綜合考慮各種因子的影響，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，以供相關(guān)部門參考。

參考文獻

[1] 李德全.? 淺談我國森林火災(zāi)發(fā)生的特點[J].? 林業(yè)科技情報，2011，? 43（1）：? 4 - 5.

[2] 陸昕，? 黃濱，? 楊素芝，? 等.? 大興安嶺地區(qū)森林火災(zāi)發(fā)生的原因和撲救特征[J].? 東北林業(yè)大學學報，? 2019，? 47（11）：? 77 - 80 + 85.

[3] 蘇立娟，? 何友均，? 陳紹志.? 1950-2010年中國森林火災(zāi)時空特征及風險分析[J].? 林業(yè)科學，? 2015，? 51（1）：? 88 - 96.

[4] 付婧婧，? 吳志偉，? 閆賽佳，? 等.? 氣候、植被和地形對大興安嶺林火烈度空間格局的影響[J].? 生態(tài)學報，2020，? 40（5）：? 1 672 - 1 682.

[5] 趙鳳君.? 氣候變化對內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)森林火災(zāi)的影響研究[D].? 北京：? 中國林業(yè)科學研究院，? 2007.

第1作者簡介：? 蔡恒明（1976-），? 男，? 工程師，? 研究方向為天氣動力與氣候預(yù)測。

通訊作者：? 陳圣東（1978-），? 男，? 正高職工程師，? 研究方向為林業(yè)（森林）工程。

收稿日期： 2020 - 01 -? 20

（責任編輯：? ?張亞楠）