今天小編分享的科學經驗:山火這麼難滅嗎,難道只能任其燃燒?,歡迎閱讀。
2025 年 1 月初,又一場山火從美國加州南部開始蔓延。截至當地時間 1 月 16 日凌晨,這場山火已經導致超過 25 人死亡,摧毀了 12,000 多座建築物,并燒焦了 60 多平方英裡的土地。
而就在昨天,廣東省江門鶴山市和肇慶市分别發生山火。當地組織各方救援力量,趕赴現場展開撲救。好在據央視和新華社消息,目前明火均已撲滅,目前暫無人員傷亡報告。
目前,這兩場火災的起因仍然未知。
從天而降的火
我國幾近嚴苛的封山禁火管理,使得近些年來人為因素導致的森林火災數量大大減少。
但是,我們可以控制拜山燒紙的祭祀、孩子的煙花與鞭炮、随手丢下的煙頭以及在枯枝幹柴間烤得焦糊的地瓜與燒雞,卻不能避免自然發生的災難。比如 2019 年初春的大涼山重大森林火災,就是由原始森林中的一棵高約 20 米的成年雲南松引來的 " 渡劫天雷 ":幹枯的樹幹遭雷擊而起火,火順勢而下,随即點燃了地面上零散而幹燥的枯枝落葉;初春久旱無雨,山風凜冽如刀。爾後火借風勢,風助火威,自然而然地席卷了整片森林。
一棵真 · 雷擊木 | Geo Lightspeed7 / wiki commons
雷擊火災不罕見。在我國東北大興安嶺原始森林," 天打雷劈 " 是森林火災的主要誘因。在被人類尊稱為 " 母親 " 的地球面前,我們和我們努力維系的生态系統,都是一樣的不堪一擊。
想必你也收到過類似的短信 | 作者供圖
相信大家都曾收到過森林火險紅色預警的短信,事實上,幹旱引起的火災是可預期的。對于加州來說,盡管 " 山火 " 本身并不罕見,幾乎每年都有山火橫行的報道," 火 " 本身也是當地生态系統自我更新的一環;但萬事萬物都是過猶不及,今年過于猛烈的山火仍然讓人觸目驚心。雖然仍不能排除人為縱火的可能,但強烈幹燥的聖安娜風、數月無雨造成的有記錄以來最幹燥的冬季,都是助長今年山火的重要因素——歸根結底,這場山火也源自無可避免卻正在發生的氣候變化。
2018 年加州坎普火災的新聞報道 | BBC
看不見的火最致命
森林火災究竟有多可怕?見過的人或許都不願再提起。
與城市火災不同,森林火災是無法用水澆滅的,二氧化碳和泡沫滅火器也不行。雷擊火的 " 引信 " 通常是一片林子中最高聳、幹枯的大樹,火光沿蒼老的樹幹一路向下,點燃林下幹枯的灌草層與枯枝落葉層。
随後林火會兵分兩路,走上路的叫做樹冠火,大多沿着針葉樹樹冠層開始燃燒;走下路的叫做地表火,自地表蔓延燒毀地被。
為什麼沒有中路法師呢?因為林火本身就像是某種恐怖魔法的化身。
樹冠火、地表火和地下火示意圖 | wfca
94% 的林火是地表火,大致可分為兩類:借風力一路飄搖向前,為害較輕的急進地表火;以及緩慢行軍,長時間高溫、高強度燃燒的穩進地表火。地表火因為矮,大多可以被打滅、撲滅,如果運氣好直接被風吹滅也說不準。
兩種地表火 | Famartin / wiki commons、climatecheck
樹冠火只占森林火災的 5%,主要靠地表火在強對流作用下 " 飛上枝頭 "。樹冠火高度高、溫度高、煙柱也高,行過之處濃煙彌漫,目不見物,撲救難度極高。
樹冠火 | csfs.colostate.edu
在地表火之下,還有一種會悄無聲息地吞噬生命的火焰——地下火。地下火僅占森林火災的 1%,通常發生在幹旱的冬季,在腐殖質層或泥炭層中燃燒。地表看不見火焰,只能看見氤氲煙霧,且蔓延速度極慢,持續時間極長,能燒掉土壤中所有的泥炭、腐殖質和樹根等,甚至可以一直燒到礦物質層或地下水層。
地下火難以發現,不易撲滅。等到來年開春,看似毫無變化的濃密森林,早已是一片死木。
地下火對于樹木根系和土壤的影響 | Adam C. Watts & Leda N. Kobziar / Fire Ecology volume9, pages124 – 132 ( 2013 )
嚴格防火,才是正道
曾經很長一段時間内,以及現在世界上大部分地區,森林防火都是靠瞭望塔。住在林區的朋友應該都見過郁郁蔥蔥的森林中突然冒出來一個顫顫巍巍、搖搖晃晃、約莫 20 米高的鐵塔。
沒錯,那是瞭望塔。
明尼蘇達州的一座防火瞭望塔 | Bubba73 ( Jud McCranie ) / wiki commons
護林員定期登上瞭望塔,360 ° 全方位、無死角地觀察有無火情,以及林火擴散範圍。只要瞭望塔的數量、位置設定合理,那麼少量瞭望塔就可以完全監控林區。
盡管如此,奔赴深山老林中的瞭望塔并頂着高處冷風用力觀望,既不輕松也不簡單。且林區多數通訊困難,即便及時發現險情也很難在第一時間趕去滅火。
目前更加先進主流的辦法是通過飛機、衛星實時監測,利用遙感技術準确定位着火點,建立火勢預測模型,迅速而精準地派遣消防滅火人員和設備。
可追蹤火災狀況的地圖應用 | frontlinewildfire
滅火,要趁早
由于我國山區多、林區廣,許多時候防火護林的工作還需要仰仗本地人,因此 " 防患于未然 " 才是防火的重點。容易起火的森林都有幾個共同點:含水量低而含油脂量高的針葉林,氣候幹旱,附近缺少水源。
為了避免起火,也為了讓渡劫天雷引來的火成不了氣候,經營成熟的林區會在針葉林中間植含水量高的闊葉樹,例如南方會種植木荷、苦槠、青岡和醉香含笑等防火樹種,北方則有著名的東北三大 " 硬闊 " ——水曲柳、黃檗 [ b ò ] 、胡桃楸。
滑動查看圖片,依次為水曲柳、黃檗和胡桃楸 | Krzysztof Ziarnek, Kenraiz、 / wiki commons
而森林火災的撲救原則也非常的簡單粗暴:"打早、打小、打了 [ li ǎ o ] "。" 早 " 是要提前,行動迅速;" 小 " 是要把握核心,抓住時機;" 了 " 是 " 趕盡殺絕 ",防止復燃。
如果 " 撲打 " 無法解決,那就意味着常規方法沒用了。為什麼不用高壓水槍?一是高壓水槍上不了高山進不了深林,二是一旦火勢過大,水在火面前将毫無尊嚴,噴灑出去的水在數米之外就蒸發成水汽,可能連降溫都做不到。所以之前我們說森林火災是無法用水澆滅的。何況與其這樣耗水費力,倒不如直接人工降雨得好。
那麼像這一次加州一樣的沿海地區,為什麼不用海水滅火呢?最重要的原因是,海水可能會腐蝕消防設備并損害生态系統。倘若用海水滅火,海水中的水分會快速蒸發,留下大量的鹽分則會堵塞和腐蝕消防設備,影響後續的救援。同時大量的鹽分可能會使得群落中的植被、小動物和微生物因失水而死亡,甚至可能會影響當地土壤結構。
倘若真的到了需要用海水滅火的那一步,想必已經是極其糟糕的境地了。
鹽水實驗對于土壤影響的實驗 | Alice Stearns/Smithsonian Environmental Research Center
山火核心溫度可達 2000 ℃,直上九霄的烈火就像電影特效似的。面對燃燒的森林,機智如智人也不能硬剛。
于是我們選擇挖溝。
是的,砍樹、挖溝、燒隔離帶,無論哪一種方法都是限制過火面積。當無物可燒時,火自然會停下。這時即便是有零星飛火飛出隔離帶或是有死灰復燃,也在可控範圍内了。
森林火災後,隔離帶的兩側對比 | Ryanj93 / wiki commons
這類方法無疑是渺小的人類面對自然災難的無奈之舉了。古人曾經嘲笑蚍蜉撼樹、螳臂當車,但面對衝天大火時,我們倒與自己曾經嘲笑的蟲豸并無二致。
希望我們的地球,越來越好。