大興安嶺原始森林雷擊火特點(diǎn)和監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究進(jìn)展

王雅瑩 王廣生

摘 要：本文分析了國內(nèi)外雷擊火的相關(guān)情況，從雷擊火產(chǎn)生的原因、監(jiān)測以及預(yù)防控制等角度出發(fā)，提出了應(yīng)該采取何種措施對(duì)其進(jìn)行預(yù)防。指出我國在雷擊火研究過程中存在的缺陷，提出雷擊火的活動(dòng)規(guī)律，并針對(duì)其運(yùn)行軌跡形成了模型，希望能夠從根本上保證原始森林的安全，打造和諧的生態(tài)圈。

關(guān)鍵詞：森林;雷擊火;監(jiān)測預(yù)警

雷電的出現(xiàn)屬于大氣中瞬態(tài)高溫、高電壓的天氣現(xiàn)象。遭受雷擊的樹木極有可能成為重要的火源造成大范圍的火災(zāi)。雷電隨機(jī)性相對(duì)較強(qiáng)，森林中雷擊放電造成的火電很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這就增加了雷擊火的預(yù)防難度。對(duì)雷擊火的早期探測，加強(qiáng)高發(fā)區(qū)域的監(jiān)測和預(yù)警，已經(jīng)成為森林防火中不可或缺的重要部分。

一、國內(nèi)外雷擊火的發(fā)生情況

林火是生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成，是重要的干擾因子，會(huì)對(duì)地球生物化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生極大的影響。雷擊火和其他因素造成的林火共同組成了全球的林火系統(tǒng)。雷暴和雷電在世界各地發(fā)生較為頻繁，屬于造成森林火災(zāi)的重要元素，分析地球表面雷電風(fēng)暴的分布情況，雷擊火造成的森林火災(zāi)比較多的國家是美國、加拿大和中國等。這其中加拿大雷擊火出現(xiàn)的概率最大。

我國雷擊火在某些地區(qū)出現(xiàn)的頻率相對(duì)較高，這其中以大興安嶺尤為突出?；旧厦磕甏笈d安嶺都會(huì)出現(xiàn)雷擊火，是火災(zāi)發(fā)生多、最為集中的地區(qū)，因?yàn)樘鞖獾挠绊懀罱鼛啄辏讚艋鸪霈F(xiàn)的更加頻繁，了解雷擊火的特點(diǎn)，采取有針對(duì)性的措施，顯得極為必要。

二、引起雷擊火的因素分析

雷擊火主要是因?yàn)槔妆淼摹斑B續(xù)電流”接觸到地面上可以燃燒的可燃物引發(fā)的火災(zāi)?？扇嘉锬芊駮?huì)被點(diǎn)燃主要受電流持續(xù)時(shí)間和可燃物的種類的影響。如果可燃物體積較大，雷擊造成的火災(zāi)主要是建立在可燃物的含水量的基礎(chǔ)之上的，細(xì)小的可燃物則主要是受半腐層厚度的影響。各種因素的影響，雷擊火的影響范圍和可燃物的含水量有著緊密的聯(lián)系。

雷電屬于較為復(fù)雜的大氣放電現(xiàn)象，是雷暴天氣最為基礎(chǔ)的特點(diǎn)，其變化和雷暴天氣的活動(dòng)規(guī)律有著一定的關(guān)聯(lián)。我國絕大多數(shù)地區(qū)的雷暴相對(duì)來說，有不同程度的減少態(tài)勢，其中東南沿海地區(qū)減少的最快，但是東北地區(qū)相對(duì)而言，出現(xiàn)的次數(shù)有一定的上升。借助大氣環(huán)流模式，對(duì)全球的雷暴情況進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示在全球范圍內(nèi)，每1分鐘雷擊出現(xiàn)的次數(shù)將近80次，雷電集中出現(xiàn)在北半球的夏天，呈現(xiàn)出鮮明的季節(jié)性的特點(diǎn)。

雷擊火的分布和雷暴系統(tǒng)的路徑相關(guān)聯(lián)。雷暴活動(dòng)的影響，雷暴分成了地方性和鋒面雷暴兩部分。地方雷暴是受地形的影響，通常只發(fā)生在某個(gè)區(qū)域;鋒面雷暴則是受到冷氣團(tuán)的沖擊，暖氣團(tuán)抬升產(chǎn)生了雷暴，一般會(huì)在鋒面上的幾個(gè)位置同時(shí)出現(xiàn);雷擊分布也受到植被、地形的影響，較容易出現(xiàn)雷暴的區(qū)域是草地和溝塘;海拔較高的位置也很容易出現(xiàn)雷擊火，平原地區(qū)凸起的地面容易遭受雷擊。相比較人為火，雷擊火的分布海拔整體較高，所以撲救難度相對(duì)較大;此外，雷擊火還受包括降水量和平均溫度在內(nèi)的氣候因子的影響，降水量小于1毫米的情況下，不會(huì)對(duì)可燃物的含水量產(chǎn)生影響，大興安嶺經(jīng)常性的降水量就小于1毫米，所以頻繁的發(fā)生雷擊火，降水量越大，出現(xiàn)雷擊火的可能性就越小，降水量超過5毫米時(shí)，出現(xiàn)森林火災(zāi)的可能性就越低，即使是已經(jīng)發(fā)生森林火災(zāi)，也會(huì)因?yàn)榇笥瓯患皶r(shí)澆滅。

三、雷擊火監(jiān)測預(yù)警

雖然雷擊火屬于自然現(xiàn)象，但是還是可以捕捉其規(guī)律的。首先，需要確定不同雷擊電量在不同植被和氣候條件下發(fā)生火災(zāi)的基本規(guī)律，要加大這方面的研究力度;其次，做好雷電的監(jiān)測，衛(wèi)星云圖中的可見光波和紅外波等都能夠看到雷暴云的相關(guān)信息，必要的情況下，可以在云圖上將雷暴云的信息勾勒出來。美國就利用了雷電探測定位系統(tǒng)，探測出在一定范圍內(nèi)的閃電次數(shù)和角度等，確定閃電的位置以及強(qiáng)度，確定出現(xiàn)雷擊火可能性最大的地點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行播報(bào)，提前進(jìn)行防范。另外多普勒氣象雷達(dá)可以勘探幾百公里內(nèi)的雷電活動(dòng)情況;閃電計(jì)數(shù)器通過接收閃電輻射的電磁波情況，可以實(shí)時(shí)的了解50千米的閃電發(fā)生次數(shù)，確定雷暴活動(dòng)的強(qiáng)度;單站定位可以大概定位雷電的位置，只要確認(rèn)雷電的位置以及周圍植被覆蓋情況，就可以確定雷電是否會(huì)造成森林火災(zāi)，進(jìn)而采取有針對(duì)性的撲救措施。

美國和加拿大國家的森林火災(zāi)等級(jí)系統(tǒng)中就包含了雷擊火的預(yù)報(bào)預(yù)測模式，但是該模式還在不斷的完善中，只在一部分地區(qū)推廣。美國的西北部就結(jié)合了可燃物干燥度以及雷擊概率預(yù)測雷擊的數(shù)量和具體情況，形成了一個(gè)模型，借助這個(gè)模型就可以預(yù)測出現(xiàn)大火的火險(xiǎn)概率。我國大興安嶺地區(qū)也在不斷的完善自身的監(jiān)測系統(tǒng)，利用閃電定位系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感可以探測出雷電出現(xiàn)的位置、強(qiáng)度以及發(fā)生次數(shù)，這些數(shù)據(jù)會(huì)為后期進(jìn)行雷擊火的預(yù)報(bào)工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，絕大多數(shù)的雷擊火也會(huì)出現(xiàn)降水，但是簡單的預(yù)測雷擊活動(dòng)是不能準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)潛在火出現(xiàn)的位置。雷擊火的出現(xiàn)和可燃物、雷擊類型等有著密切關(guān)聯(lián)。

四、結(jié)語

雷電的發(fā)生具有瞬時(shí)性和危險(xiǎn)性的特點(diǎn)，雷擊火的出現(xiàn)和地形、氣候以及可燃物的具體情況有著緊密的關(guān)聯(lián)，這些因素共同作用，就會(huì)引發(fā)出雷擊火。全球氣候變化對(duì)雷暴的分布情況會(huì)產(chǎn)生一定的影響，這也是我們未來工作中，亟待解決的重要課題。從目前的發(fā)展來看，我國對(duì)于雷擊火的發(fā)生規(guī)律的認(rèn)識(shí)還存在有一定的缺陷，預(yù)測的準(zhǔn)確性尚待提升，對(duì)此有關(guān)部門需要引起足夠的重視，加深雷擊火發(fā)生規(guī)律的認(rèn)識(shí)，構(gòu)建出多種預(yù)報(bào)模型，提升雷擊火預(yù)測的準(zhǔn)確度，從根本上預(yù)防和控制雷擊火的出現(xiàn)。

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