小金县冬春森林草原火险与干旱气象条件的关系分析

陈奎东 周小平 代永

摘要 本文根据小金县2000—2020年气温、降水、空气湿度等气象资料，分析得出这些气象要素在有利气象条件的配合下，可使得森林可燃物含水量偏低，易发生森林火灾，并提出森林火灾产生发展的机理和要素关系特征规律。

关键词 森林草原火险;干旱气象条件;关系分析

中图分类号：S716 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）04–0076–02

森林草原火灾是威胁地球生态的主要灾害之一，不仅会破坏林中植被覆盖度和碳元素的储备量，改变大气成分，严重时还将导致林中植被结构和生物物种的改变，对社会经济、人类的身体健康和生命安全产生不良影响。有研究证明，在地形地貌因素影响下，森林草原火灾的发生概率和气象要素密不可分。高温天气的持续、降水在一定时期内偏少、空气湿度小等，均为森林草原火灾发生的有利气象条件，并且风速和风向则对火灾的蔓延速度和传播方向有重要影响。一般来说，森林火险气象指数（等级）越高，表示发生火灾的可能性就越大，火灾越易蔓延，火情也越难以控制。可将预报时间长短不同的森林火险指数（等级）分为短期预报（3 d以内）、中期预报（3～10 d）或者长期（10 d以上）预报。

1 小金县自然生态环境分析

小金县位于四川西北部，地形狭长，境内多山，是川西高原主体部分之一，地处邛崃山脉高山地貌区西侧，地势由东北向西南倾斜，为典型高山峡谷地形。一般高山脊达4 500 m。河谷地区多在3 000 m以下，垂直距离约1 500～2 500 m，地貌从低海拔至高海拔依次展现为河谷地貌区、山坡草地、高山草甸、高山雪峰。山坡林地多为灌丛或森林，高山草甸分布于海拔4 000～6 000 m区域。属亚热带季风气候，受地形影响，天气复杂多变，灾害性天气出现可能性大。小金县牧区枯草期长，草地分布成片集中且和森林混雜，易诱发火灾且大范围蔓延。

2 小金县气象条件对森林火灾的影响

2.1 气温与森林草原火灾

气温的变化与火灾出现概率密切相关。冬春季节本地风干物燥，温度影响枯枝败叶的可燃性，温度越高，蒸发作用越强，树木枝叶含水量降低，接近可燃点，日最高温度一般是判断本地出现森林火灾的主要指标。一天内太阳辐射强度不一，中午气温高，相对湿度小，风大，易出现火灾。早间晚间相对湿度大，风小，不易出现火灾。冬季由于积雪和人类活动减少，一般不会出现火灾，但春季开始升温时，容易出现火灾，尤其是当该年度出现异常升温现象时[1]。当温度在-10℃以下，基本无火灾出现;当温度在-10℃～0℃时，可能发生火灾;当温度在0℃～25℃时，火灾出现概率增大;当温度在25℃以上时，草木枝叶内部含水量减小，燃烧概率增大。小金县2000—2020年10月至次年5月平均气温总体呈下降趋势（图1），下降速率为0.8℃/10 a，其中最高气温在5月，最低气温出现在1月。这种气温变化现象说明小金县森林草原植被水分蒸发量有所减少，冬季升温趋势不明显。但由于小金县冬春季节气温在0℃～10℃，理论上讲最易出现森林草原火灾，并且成灾危害较大。

2.2 降水与森林草原火灾

降水是直接影响可燃物含水量的因素，尤其是死可燃物。降水量的多少与可燃物含水量呈正比关系，地表植被和附着物越潮湿则着火率越低。当一地区年降水量>1 600 mm，或月降水量>100 mm则一般不会出现森林草原火灾，即使出现火势也容易控制熄灭。在降水量相同情况下，细雨状降水对可燃物的影响最低，持续性降水比间歇性降水影响力大，降雪对可燃物湿度的影响比降雨大，霜、雾、露则基本无影响。小金县近20年冬春降水量变化不明显（图2），以0.11 mm/10 a的速度增加。冬春降水量明显时空分布不均，12月份降水最少，均值为0.6 mm，20年间有9个年份降水为0 mm，占比将近一半;1月次之，均值为0.7 mm，20年间有5个年份降水为0 mm，占比1/4。这表明虽然冬春总降水量在缓慢增加，但由于冬季干旱严重，本应降雪对降低森林火灾影响力最大，但自2005年后，连年冬季降水量减少现象频繁出现。11月至次年2月间各月降水量为0～5 mm，尤其利于林火的出现。一般情况下降水量大于5 mm时，对林火发展有一定抑制作用，当降水量不足5 mm时，十分利于林火发生。自2月后降水量逐月增加，降水量白天最少月份为2月，晚上最少为12月。因受地形和高原热力驱动关系影响，加之地势对不同方向气流和水汽输送的阻碍，小金县降水量自南向北逐渐减少，西北部降水量偏低。该县存在明显的干季，即冬春季，加之冬季下垫面地被物增加，即便有小范围降水其蒸发作用也很强，火灾出现几率增加。

2.3 空气湿度和森林草原火灾的关系

空气湿度越低越容易诱发森林火灾。一般一天之中上午11：00～12：00，空气湿度接近最低时段时，温度较高。午后14：00由于白天太阳辐射强度提高，空气饱和水汽压随温度升高而逐级增加，土壤和可燃物含水量的蒸发强度与饱和水气压增加幅度小。相较而言，10月至次年2月的空气湿度处于中间水平，2月后空气湿度逐渐降低，至5月一般达到最低，这是季节和气象因子相互作用的结果。此外，林火出现前2～3 d的空气湿度对林火的发生也有重要影响，空气湿度越低，越利于当天林火的出现。当空气湿度高于75%，则出现林火的概率在5%以下;当空气湿度在55%～75%范围内则出现林火的概率上升至10%～40%;当空气湿度在30%～55%时，出现林火的概率为40%～50%范围内;当空气湿度在30%以下时，则出现林火的概率为50%左右，容易出现特大火灾。一般而言，小金县林火出现前2～3 d内，空气湿度在16%～46%，空气处于极端干燥状态。小金县近20年10月至次年5月平均空气湿度在40%～50%，属于较容易出现林火的范围[2]。

2.4 风速和森林火灾的关系

风能使得土壤和可燃物含水量下降，加速地表植被的蒸发速度，还能助长火势的蔓延。小金县10月至次年5月间，以2月风速最大，均值达到2.25 m/s，风速均值自10月至12月逐步降低，1月至5月逐步增加。2000—2010年平均风速明显低于2011—2020年，这说明风速在逐年增加，最高值出现在2014年，为2.46 m/s，最低值出现在2010年，为1 m/s。近20年来，该县林区2/3以上的特大火灾发生在2—3月期间，4月大于5级风的大风日数在15 d以上。当某时段风速在3 m/s以上时，在风和热平流共同作用下，火灾面积扩大，甚至将火种带至较远地区，导致新的火灾。

3 结束语

小金县森林火灾多发生于冬春季节，特别是早春正值干旱季节，晴天多，日照时间长，降水少，温度适中特别适合林火的出现。由于气象条件每年有变化所以火险期的早晚和长短也会有不同表现，当冬季降雪量少且春季回温快时，火险期会提前。气象部门需要在火险期间，利用气象因子数据为森林防火工作提供准确的火险预报，以制定有效防火方案。

参考文献

[1] 李思香.云南省金平县森林火灾与气象因素的关系[J].北京农业，2015（5）：253-253.

[2] 刘刈，李强，刘德，等.重庆市森林火险变化特征及气象条件分析[J].干旱气象，2014，32（5）：744-750，759.

责任编辑：黄艳飞