達科·斯蒂帕尼切夫 多明戈斯·維加斯







前言
克羅地亞屬于森林火災風險較高的歐洲國家,經常發生農村和森林火災,尤其是夏季,在克羅地亞的沿海地區和許多的島嶼上的情況更為突出。但是克羅地亞火災所造成的損失并不是很大,因為克羅地亞的消防力量很是壯大,既有職業消防組織,也有志愿消防組織??肆_地亞有組織地進行滅火的歷史已有144年之久,在這漫長的歷史中,直到2007年為止,都沒有出現過大量傷亡的消防事故記錄。自1980年以來,因森林火災而喪生的消防員和平民人數不超過15人。2007年8月30日發生的科納提事故是克羅地亞有史以來最大的消防事故。共12名職業或志愿消防員在此次事故中喪生,另有一人在位于科爾納特島的科納提國家公園西普特灣附近的一個小峽谷中受了重傷。
為了解釋西普特峽谷中所發生的事情,以及為什么一名經驗豐富的消防員會在一次看上去非常簡單的行動中喪生,克羅地亞議會國家安全辦公室和位于希貝尼克的法院已經聘請了50多名來自各個領域的研究人員和專家。事故發生一年后,一份關于這次調查主要結果的報告出爐了,重點是此次事故的物理方面原因,主要包括氣象、植被、火勢蔓延、空氣動力學和熱力學等。
我們研究這起事故的目的并不是要追究哪個人的責任,而是要找出事故發生的原因,并從中吸取教訓,以避免將來發生再次事故??萍{提事故中的遇難者永遠不會被我們忘記,他們將永遠活在我們的記憶中,但我們希望從事故中吸取教訓,有助于進一步預防此類事故??萍{提事故是克羅地亞發生的第一起傷亡人數眾多的事故,我們希望這也是最后一起。
科納提國家公園(Kornati)在沿海地區占有絕對的優勢面積,也是地中海地區鋸齒狀最明顯的群島。有著一百四十個無人居住的島嶼,科納提成為一個名副其實的海和巖石的迷宮,它最著名的是高聳的懸崖和最與眾不同的浮雕。它也是最受出海游覽者青睞的去處之一。
引言
克羅地亞屬于森林火災風險較高的歐洲國家。在夏季,克羅地亞的七個沿??h,特別是亞得里亞群島,由于針葉林密布、氣候溫暖、濕度低,以及大量游客到各種沿海和島嶼地區旅游,因此長期面臨較高的火災風險。正因為如此,克羅地亞在有組織的職業和志愿消防服務方面有著悠久的歷史。克羅地亞第一個志愿消防組織1864年在瓦拉茲丁成立。在克羅地亞漫長的消防歷史中,直到2007年科爾納蒂事故發生之前,都未曾有過大量傷亡事故的記錄。
據官方數據顯示,2007年的火災季節是最嚴重的火災季節之一,但克羅地亞之所以永遠銘記它,是因為在2007年8月30日這一天,在科爾納特島的科納提國家公園所執行的常規消防行動中,造成了12名消防員殉職和1名消防員重傷的嚴重后果。
在事故發生后不久,2007年9月,為了了解科納提事故中可能發生的事,克羅地亞議會國家安全辦公室和內政部成立由來自克羅地亞各大學和機構的研究人員組成的志愿者研究小組。其中還包括了來自葡萄牙科英布拉大學森林火災實驗室的經驗豐富的研究團隊,并進行了獨立的科學調查。他們主要從氣象、植被、火勢蔓延、熱力學和空氣動力學的角度對事故進行分析,并對消防人員的傷亡、裝備、通訊和消防救援行動的組織進行分析。
這項研究的主要任務不是為了找出誰該為此負責——這歸根結底是官方法庭的調查任務。直到2008年8月底,官方法庭的調查仍在進行中。希貝尼克法院也成立了自己的獨立法庭專家小組,他們與我們的團隊有相同的任務——那就是分析火勢蔓延和可能的事故原因。在正式的法院調查結束之前,還沒有完整的法院專家報告,僅在2008年8月底,公開發表了一份簡短的總結。盡管本章主要介紹了獨立科學委員會的研究成果,但我們也會援引官方法院專家分析的主要結論。
事故發生后,人們對其可能的原因進行了諸多猜測。這對我們來說是一個非常明顯的跡象,表明我們對與這些事故相關的過程缺乏了解。我們必須補充說明的是,下面的一些解釋是由不專業的人、媒體或普通民眾提出的。他們所提及的原因大多數與人為因素相關。下面我們多說幾句,來談談為什么他們所給出的原因被官方所否定:
第二次世界大戰中的飛機炸彈。(結論——事故現場周圍沒有任何炸彈爆炸的證據,而且病理分析也沒有發現任何可能由爆炸引起的傷害。)
汽油庫爆炸。(結論—— 消防員帶著兩個汽油罐,每罐20升,但兩個都沒有爆炸,汽油像火炬一樣燃燒著。)
直升機事故。這一說法認為,載著機組人員的直升機受損,因此它的汽油泄漏灑下來,并且噴在了消防員身上。(結論—— 對直升機的官方調查沒有證實這種損壞,并發現其唯一的損壞是起落架的一個輪胎壞了。)
直升機飛行員的錯誤。這一說法認為,飛行員錯誤地啟動了發生碰撞危險時所使用的燃油排放程序,因而導致消防隊員被噴射了燃油。(結論——官方調查否認了關于直升機的這一說法。)
使用北約新消防技術所進行的試驗,其中包括用于產生水蒸汽的管道中的爆炸裝置。這起事故是由于設備處理不當引起的爆炸引起的。(結論——這一說法本身并不成立,因為無論是在地形上還是在遇難者尸體上都沒有任何爆炸的證據。)
基于小型凝固汽油彈的新型爆炸滅火技術試驗。(結論——和前面的諸多說法結論一樣站不住腳。)
二次爆炸,但這次是由軍用武器和炸彈引起的。十年前,北約曾在科納提群島附近進行過軍事演習,因此有一種說法認為,在這座島上有最終被遺忘和丟棄的武器,并在此次火災中爆炸的。(結論——同上。)
最后一個爆炸說法。據說,在國家公園時期之前,軍隊曾使用科納提處理未使用的武器,因此使土壤受到爆炸性液體或白色熒光粉的污染。(結論——科納提群島作為國家公園已有40年歷史,但官方調查并未在土壤上發現任何異常物質。)
調查和事故證據分析都徹底否定了所有這些事故的人為原因。盡管如此,不僅僅是普通人,甚至一些專業人士也仍然不相信島上的草木植被和自然現象會造成如此嚴重的事故。正因為如此,我們把的研究工作的主要任務放在了分析事故是否只由自然現象引起上面。我們的報告以從科納提事故中吸取的教訓和37項建議作為結尾,這些建議有助于進一步改進克羅地亞的消防組織、教育和研究工作。我們希望克羅地亞的消防設施得到進一步改善,科納提事故將是克羅地亞第一次也是最后一次發生這樣的嚴重事故。
研究小組于2007年9月25日和2008年2月5日兩次前往事故現場調查,當時的天氣狀況與事故發生當天非常相似。我們采集并分析了地形地貌、當地氣象條件和植被樣品。在本章的剩余部分,我們將簡要地描述我們的研究結論。
事故地點描述
科爾納特島是克羅地亞科納提國家公園365個島嶼中最大的一個,是一個非常受歡迎的旅游勝地。火災起火點在弗魯里灣(Vrulje),事故發生在西普特灣北側的小峽谷(西普特峽谷)。如圖1所示的峽谷僅從南部開放,而其他三個側面則被格拉維卡山(Glavica)(西 海拔135米)、梅賈山(Meja)(北 海拔150米)和維利VRH山(Veli vrh)(東 海拔212米)所包圍。
在圖4.2中所標記的A、B和C三個地點分別發現了傷亡的消防員。其中6人死亡,7人受傷。傷者的傷勢非常嚴重,事故發生后17天,6名重傷的消防隊員也相繼去世。只有一名消防員完全康復。
2007年9月,當我們第一次前往事故發生地點調查時,當時的天氣狀況與事故期間非常相似,我們注意到,除了強烈的東南風外,與封閉位置有關的幾方面因素在事故中起了至關重要的作用,正如工作小組(2008)和斯蒂帕尼切夫等人所簡要描述說的一樣。(2008)。關于事故地點至關重要的情況如下:
該地點為無通道的石頭地形,地形復雜。這是一個約500米長的小峽谷,三面都被山所包圍封閉,東面是韋利-弗爾山維利VRH山(海拔212米),北面是梅賈山(海拔150米),西面是格拉維卡山(海拔135米),僅從南側開放(圖1)。
峽谷的主軸指向北方,平均坡度為15%(9o),峽谷左右兩側最大坡度分別為29%(16o)和45%(24o)(圖3)。
峽谷底部的總燃燒面積為99887平方米(約10公頃)。
該地區地勢低矮,植被稀疏,以雜草為主,從植物地理區上來劃分的話,屬于歐地中海植被帶,木本植被約占35%-45%,總覆蓋率在45%-55%之間。只有少數幾棵孤立的小樹和灌木。(工作小組報告 2008; 斯潘霍爾等人的報告 2008)
可燃物負荷范圍為0.561 kg/㎡–0.837 kg/㎡, 平均植被熱量估計為18000 kJ/kg。(工作小組報告 2008; 斯潘霍爾等人的報告 2008)
植被極為干燥易燃,著火延遲時間小于2s,草地植被的平均燃燒時間為12s。(工作小組報告 2008; 斯潘霍爾等人的報告 2008)
圖1 起火點和事故發生地點——西普特峽谷
圖2 西普特峽谷的航拍照片,發現消防員的地方。格拉維卡山的上部沒有被燒毀(見圖4.5)。
圖3 西普特峽谷的構造,從北到南的斜坡角度和峽谷照片,反之亦然。
圖4 在峽谷軸線上發現的未燃燒的樹木。
草地植被的濕度在12%到14%之間。(工作小組報告 2008; 斯潘霍爾等人的報告 2008)
幾棵樹上的脫水葉片顯示了熱空氣從南到北的流動方向(圖4)。
沿著熱邊界層,幾棵樹上有可見的燃燒和脫水的樹皮、樹枝和樹葉,樹的高度從峽谷南側的0.5米到北側的3.0米不等(圖4)。
位于西側的格拉維卡山上部未被燒毀(圖2),使我們能夠收集到適當的植被樣本,并在實驗室進行分析(圖5)。
圖5 位于峽谷西側的格拉維山斜坡上未燃燒的植被。
事故描述
官方的事故通報情況如下:
11:00-11:30,位于距離Sipnate峽谷東南方向6.6公里的Vrulje海灣出現火情,著火區域靠近科納提國家公園的辦公大樓。官方調查表明,起火原因可能是科納提國家公園的一名季節性員工從窗戶拋出的煙頭。
11:48,希貝尼克的消防作業中心收到第一條關于火災的信息,要求調派直升機。
11:50——希貝尼克專職消防隊員和Vodice、Tisno以及Zablace的志愿者組織開始準備直升機。
12:00——直升機通過授權。
13:00——直升機從希貝尼克起飛,載有23名消防員。
13:15——直升機第一次降落在Kravljacice海灣附近的Kornat島上,機上消防員分為兩組,第一組(6名消防員)下機,無人員受傷。
13:34——直升機第二次降落在Lucice海灣和Sipnate海灣之間,第二組(17名消防員)在此下機。
13:40——地形勘探隊指揮官Dino Klaric聯系了希貝尼克專職隊,說他們正在等待水囊。
13:44——Dino Klaric與縣消防隊指揮官Drazen Slavica通話,Klaric先生說,情況并不簡單:火頭范圍非常大,草地燃燒充分,蔓延速度非常快。
13:50——Canadair飛機開始進攻Kornat島上的火。
14:00左右——裝載大型水囊的直升機從Sibenik起飛,15分鐘后將蓄水罐放至Veli vrh山的南坡(見圖6)。
14:30-14:45——直升機將第二組消防員中的13人從Sipnate海灣轉移,并試圖降落在蓄水池附近的新位置,由于東南方向風力過強,大型直升機安全著陸空間不足,兩次嘗試都沒有成功。指揮官Dino Klaric和飛行員隨后決定在Meja山頂部位置降落。
14:40——Canadair飛機從Kornat島飛往另一個地方。
14:58——消防員在Meja山的新位置下機。
15:26——與13名消防員最后一次通話。來自Vodice的一名消防隊員Mirko Juricev Mikulin當時也在Kornat島,他聯系了Sibenik專職隊,據他的兒子Ante(13名消防員的其中一員)說,他們所有消防員被火包圍。
16:25——Josko Knezevic聯系Sibenik的指揮中心,迫切要求直升機支援。他之前與Marko Knezevic有過聯系,得知13人中有燒傷和受傷的消防員。
16:50——第一架救援直升機離開Divulje,機上工作人員找到了傷員,由于地形和裝備的原因,無法進行空中救援。
17:35——第一組消防員到達了Sipnate峽谷。
18:00——Split志愿救援隊開始救援行動。
19:40——最后一名消防員從Kornat島上撤離。
Sibenik職業消防隊員利用在Tomislav Crvelin事故地點找到的便攜式電話攝像機所拍攝的照片,對Sipnate峽谷事故的進行重現(如圖6所示)。13名消防隊員降落在Meja山山頂,蓄水池位于Veli vrh山的南坡,降落點和蓄水池空中直線距離為928米,但由于地勢不平坦,最短的徒步距離幾乎翻倍。消防員攜帶了在直升機上的所有消防裝備,帶著機動泵、背負泵、燃油箱和其他工具,但是水在另一座山頂的蓄水池里,因此消防隊員選擇了最短的路線開始朝著蓄水池的方向艱難行走,當時,火緣位置他們根本看不見。
在途中,他們發現火線沿著Veli vrh山脊向頂部蔓延,該火線在事故發生前一名消防員拍攝的照片上清晰可見,如圖4.7所示。消防隊員可能因此決定轉向右邊,打算繞過這個區域。在圍繞火線行進的過程中,他們剛開始沿著Sipnate峽谷的東坡下坡,他們實際位于圖中峽谷水面的A點附近。他們當然不知道火線的最南端可能已進入峽谷的底部,遠低于他們的位置,鑒于峽谷的構造和從A位置開始的水線曲率,他們無法看到峽谷底部,因此,等他們意識到下方的火焰時,已經沒有時間集體撤離了。搜救人員在A點附近找到了他們丟下的大部分裝備以及絕大部分遇難者,而一小部分消防員設法到達了B點,但依然無人生還,唯一一名幸存的消防員,是因為途中掉隊,才逃過了沿著峽谷猛烈迅速上升的大火。值得注意的是,盡管地形條件極度惡劣,有一名消防員仍設法跑到了C點,但由于當時大火產生的熱流太大,同時Sipnate峽谷的西坡上的主燃燒區產生的強烈熱流使大火向東面蔓延,堵住了他的出路。
事故現場重現過程恰逢Frane Lucic接受訪談,他就是在Kornati事故中唯一幸存的消防員。他在訪談中說道:“當時,在我們被發現的峽谷中,草有膝蓋那么高,風很大。當時,風向突變,使火線形成新月狀,迅速向我們逼近——速度可能有6米/秒到7米/秒。草干得能當火藥,我們看到火焰和濃煙高速朝我們的方向移動,很快就難以呼吸了。于是,我們開始跑,為了跑得更快,我們扔掉了裝備。我當時負責攜帶食物,但我也不得不把食物包扔了,以盡可能快得跑,然而火更快。很快,火就趕上了我,但我還有時間拉下頭盔上的面罩,保住我的臉。接著火燒到我的腿,那一瞬間,我跳進了身后的已過火的草,熱氣燒傷了我的拳頭,但這一跳救了我的命。這樣一來,我就從在火中逃跑變成了穿越火焰。五到六步后,我從地獄出來了,但我的朋友們就沒那么幸運了。
圖6 顯示了事故地點、重要因素、火線重現,資料來源于現場消防員在事故發生前一個半小時所拍攝的照片
圖7 事發現場找到的相機中的照片。根據場景重現,這張照片的拍攝角度是Veli vrh山的西坡,圖中的火頭從東面逼近,堵住了消防員前往蓄水池位置的道路。
事故期間的氣象情況
克羅地亞氣象和水文部門的研究人員詳細分析了事故期間的氣象情況(IWG,2008; Vucetic et al,2008; Vucetic,2008)。在下面的簡要報告,對事故的進一步分析提供重要依據。
2007年8月30日,扎達爾地區(預測:空中直線距離30公里)出現淺層中流旋風,導致悶熱且局部地區多云和多風的天氣,中到大風(東南風),能見度10公里。
扎達爾當地氣溫26℃,下午最高氣溫29℃,相對空氣濕度55%至70%之間。由于多云天空,太陽輻射度在5 kJ / m2到55 kJ / m2之間。
根據當天10至16時內,距離地面10米處風速超過10米/秒(36公里/小時)的陣風記錄,在13.20時,最大陣風為15.9米/秒(57公里/小時),此后不久,每10分鐘的最大平均風速值為11.6米/秒(42公里/小時)。
事故地點沒有測風儀,但是我們利用ALADIN/HR和MM5模型模擬了當時的風速和風向。模擬結果顯示,在事故點距地面10米處,東南風,風速在5.5米/秒至10.8米/秒(19.8公里/小時和39公里/小時)之間。
MM5模型的大氣垂直結構模擬顯示,對流層下層的天氣會促進火勢的發展和蔓延。
MM5模型還顯示,在平均海拔100米-200米的高度,風速突然增加到12-14米/秒,由此表明,鑒于峽谷內非常高的湍流動能值和峽谷強烈的湍流,該層存在伴有強烈垂直風切變的低空急流。在該層上方,形成了一層約300米厚的溫度反轉,防止下層進一步上升氣流運動。而在反轉層,風速急速下降,風向轉向南面。
2007年8月30日那天,由于最大的濕空氣滲透量只能達到500米,因此沒有強對流云并未形成。
扎達爾站的加拿大森林火災天氣指數系統顯示,FWI(火災天氣指數)和ISI(初始傳播指數)恰好在2007年8月30日當天達到最大值:分別為66.6和31.8。當天的FFMC(可燃物濕度)值為88.5,這表明可燃物含水量僅為10%-12%。
(未完待續)