小金縣冬春森林草原火險與干旱氣象條件的關系分析

陳奎東 周小平 代永

摘要 本文根據(jù)小金縣2000—2020年氣溫、降水、空氣濕度等氣象資料，分析得出這些氣象要素在有利氣象條件的配合下，可使得森林可燃物含水量偏低，易發(fā)生森林火災，并提出森林火災產(chǎn)生發(fā)展的機理和要素關系特征規(guī)律。

關鍵詞 森林草原火險;干旱氣象條件;關系分析

中圖分類號：S716 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0076–02

森林草原火災是威脅地球生態(tài)的主要災害之一，不僅會破壞林中植被覆蓋度和碳元素的儲備量，改變大氣成分，嚴重時還將導致林中植被結構和生物物種的改變，對社會經(jīng)濟、人類的身體健康和生命安全產(chǎn)生不良影響。有研究證明，在地形地貌因素影響下，森林草原火災的發(fā)生概率和氣象要素密不可分。高溫天氣的持續(xù)、降水在一定時期內偏少、空氣濕度小等，均為森林草原火災發(fā)生的有利氣象條件，并且風速和風向則對火災的蔓延速度和傳播方向有重要影響。一般來說，森林火險氣象指數(shù)（等級）越高，表示發(fā)生火災的可能性就越大，火災越易蔓延，火情也越難以控制?？蓪㈩A報時間長短不同的森林火險指數(shù)（等級）分為短期預報（3 d以內）、中期預報（3～10 d）或者長期（10 d以上）預報。

1 小金縣自然生態(tài)環(huán)境分析

小金縣位于四川西北部，地形狹長，境內多山，是川西高原主體部分之一，地處邛崍山脈高山地貌區(qū)西側，地勢由東北向西南傾斜，為典型高山峽谷地形。一般高山脊達4 500 m。河谷地區(qū)多在3 000 m以下，垂直距離約1 500～2 500 m，地貌從低海拔至高海拔依次展現(xiàn)為河谷地貌區(qū)、山坡草地、高山草甸、高山雪峰。山坡林地多為灌叢或森林，高山草甸分布于海拔4 000～6 000 m區(qū)域。屬亞熱帶季風氣候，受地形影響，天氣復雜多變，災害性天氣出現(xiàn)可能性大。小金縣牧區(qū)枯草期長，草地分布成片集中且和森林混雜，易誘發(fā)火災且大范圍蔓延。

2 小金縣氣象條件對森林火災的影響

2.1 氣溫與森林草原火災

氣溫的變化與火災出現(xiàn)概率密切相關。冬春季節(jié)本地風干物燥，溫度影響枯枝敗葉的可燃性，溫度越高，蒸發(fā)作用越強，樹木枝葉含水量降低，接近可燃點，日最高溫度一般是判斷本地出現(xiàn)森林火災的主要指標。一天內太陽輻射強度不一，中午氣溫高，相對濕度小，風大，易出現(xiàn)火災。早間晚間相對濕度大，風小，不易出現(xiàn)火災。冬季由于積雪和人類活動減少，一般不會出現(xiàn)火災，但春季開始升溫時，容易出現(xiàn)火災，尤其是當該年度出現(xiàn)異常升溫現(xiàn)象時[1]。當溫度在-10℃以下，基本無火災出現(xiàn);當溫度在-10℃～0℃時，可能發(fā)生火災;當溫度在0℃～25℃時，火災出現(xiàn)概率增大;當溫度在25℃以上時，草木枝葉內部含水量減小，燃燒概率增大。小金縣2000—2020年10月至次年5月平均氣溫總體呈下降趨勢（圖1），下降速率為0.8℃/10 a，其中最高氣溫在5月，最低氣溫出現(xiàn)在1月。這種氣溫變化現(xiàn)象說明小金縣森林草原植被水分蒸發(fā)量有所減少，冬季升溫趨勢不明顯。但由于小金縣冬春季節(jié)氣溫在0℃～10℃，理論上講最易出現(xiàn)森林草原火災，并且成災危害較大。

2.2 降水與森林草原火災

降水是直接影響可燃物含水量的因素，尤其是死可燃物。降水量的多少與可燃物含水量呈正比關系，地表植被和附著物越潮濕則著火率越低。當一地區(qū)年降水量>1 600 mm，或月降水量>100 mm則一般不會出現(xiàn)森林草原火災，即使出現(xiàn)火勢也容易控制熄滅。在降水量相同情況下，細雨狀降水對可燃物的影響最低，持續(xù)性降水比間歇性降水影響力大，降雪對可燃物濕度的影響比降雨大，霜、霧、露則基本無影響。小金縣近20年冬春降水量變化不明顯（圖2），以0.11 mm/10 a的速度增加。冬春降水量明顯時空分布不均，12月份降水最少，均值為0.6 mm，20年間有9個年份降水為0 mm，占比將近一半;1月次之，均值為0.7 mm，20年間有5個年份降水為0 mm，占比1/4。這表明雖然冬春總降水量在緩慢增加，但由于冬季干旱嚴重，本應降雪對降低森林火災影響力最大，但自2005年后，連年冬季降水量減少現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。11月至次年2月間各月降水量為0～5 mm，尤其利于林火的出現(xiàn)。一般情況下降水量大于5 mm時，對林火發(fā)展有一定抑制作用，當降水量不足5 mm時，十分利于林火發(fā)生。自2月后降水量逐月增加，降水量白天最少月份為2月，晚上最少為12月。因受地形和高原熱力驅動關系影響，加之地勢對不同方向氣流和水汽輸送的阻礙，小金縣降水量自南向北逐漸減少，西北部降水量偏低。該縣存在明顯的干季，即冬春季，加之冬季下墊面地被物增加，即便有小范圍降水其蒸發(fā)作用也很強，火災出現(xiàn)幾率增加。

2.3 空氣濕度和森林草原火災的關系

空氣濕度越低越容易誘發(fā)森林火災。一般一天之中上午11：00～12：00，空氣濕度接近最低時段時，溫度較高。午后14：00由于白天太陽輻射強度提高，空氣飽和水汽壓隨溫度升高而逐級增加，土壤和可燃物含水量的蒸發(fā)強度與飽和水氣壓增加幅度小。相較而言，10月至次年2月的空氣濕度處于中間水平，2月后空氣濕度逐漸降低，至5月一般達到最低，這是季節(jié)和氣象因子相互作用的結果。此外，林火出現(xiàn)前2～3 d的空氣濕度對林火的發(fā)生也有重要影響，空氣濕度越低，越利于當天林火的出現(xiàn)。當空氣濕度高于75%，則出現(xiàn)林火的概率在5%以下;當空氣濕度在55%～75%范圍內則出現(xiàn)林火的概率上升至10%～40%;當空氣濕度在30%～55%時，出現(xiàn)林火的概率為40%～50%范圍內;當空氣濕度在30%以下時，則出現(xiàn)林火的概率為50%左右，容易出現(xiàn)特大火災。一般而言，小金縣林火出現(xiàn)前2～3 d內，空氣濕度在16%～46%，空氣處于極端干燥狀態(tài)。小金縣近20年10月至次年5月平均空氣濕度在40%～50%，屬于較容易出現(xiàn)林火的范圍[2]。

2.4 風速和森林火災的關系

風能使得土壤和可燃物含水量下降，加速地表植被的蒸發(fā)速度，還能助長火勢的蔓延。小金縣10月至次年5月間，以2月風速最大，均值達到2.25 m/s，風速均值自10月至12月逐步降低，1月至5月逐步增加。2000—2010年平均風速明顯低于2011—2020年，這說明風速在逐年增加，最高值出現(xiàn)在2014年，為2.46 m/s，最低值出現(xiàn)在2010年，為1 m/s。近20年來，該縣林區(qū)2/3以上的特大火災發(fā)生在2—3月期間，4月大于5級風的大風日數(shù)在15 d以上。當某時段風速在3 m/s以上時，在風和熱平流共同作用下，火災面積擴大，甚至將火種帶至較遠地區(qū)，導致新的火災。

3 結束語

小金縣森林火災多發(fā)生于冬春季節(jié)，特別是早春正值干旱季節(jié)，晴天多，日照時間長，降水少，溫度適中特別適合林火的出現(xiàn)。由于氣象條件每年有變化所以火險期的早晚和長短也會有不同表現(xiàn)，當冬季降雪量少且春季回溫快時，火險期會提前。氣象部門需要在火險期間，利用氣象因子數(shù)據(jù)為森林防火工作提供準確的火險預報，以制定有效防火方案。

參考文獻

[1] 李思香.云南省金平縣森林火災與氣象因素的關系[J].北京農(nóng)業(yè)，2015（5）：253-253.

[2] 劉刈，李強，劉德，等.重慶市森林火險變化特征及氣象條件分析[J].干旱氣象，2014，32（5）：744-750，759.

責任編輯：黃艷飛