今天小编分享的科学经验:山火这么难灭吗,难道只能任其燃烧?,欢迎阅读。
2025 年 1 月初,又一场山火从美国加州南部开始蔓延。截至当地时间 1 月 16 日凌晨,这场山火已经导致超过 25 人死亡,摧毁了 12,000 多座建筑物,并烧焦了 60 多平方英里的土地。
而就在昨天,广东省江门鹤山市和肇庆市分别发生山火。当地组织各方救援力量,赶赴现场展开扑救。好在据央视和新华社消息,目前明火均已扑灭,目前暂无人员伤亡报告。
目前,这两场火灾的起因仍然未知。
从天而降的火
我国几近严苛的封山禁火管理,使得近些年来人为因素导致的森林火灾数量大大减少。
但是,我们可以控制拜山烧纸的祭祀、孩子的烟花与鞭炮、随手丢下的烟头以及在枯枝干柴间烤得焦糊的地瓜与烧鸡,却不能避免自然发生的灾难。比如 2019 年初春的大凉山重大森林火灾,就是由原始森林中的一棵高约 20 米的成年云南松引来的 " 渡劫天雷 ":干枯的树干遭雷击而起火,火顺势而下,随即点燃了地面上零散而干燥的枯枝落叶;初春久旱无雨,山风凛冽如刀。尔后火借风势,风助火威,自然而然地席卷了整片森林。
一棵真 · 雷击木 | Geo Lightspeed7 / wiki commons
雷击火灾不罕见。在我国东北大兴安岭原始森林," 天打雷劈 " 是森林火灾的主要诱因。在被人类尊称为 " 母亲 " 的地球面前,我们和我们努力维系的生态系统,都是一样的不堪一击。
想必你也收到过类似的短信 | 作者供图
相信大家都曾收到过森林火险红色预警的短信,事实上,干旱引起的火灾是可预期的。对于加州来说,尽管 " 山火 " 本身并不罕见,几乎每年都有山火横行的报道," 火 " 本身也是当地生态系统自我更新的一环;但万事万物都是过犹不及,今年过于猛烈的山火仍然让人触目惊心。虽然仍不能排除人为纵火的可能,但强烈干燥的圣安娜风、数月无雨造成的有记录以来最干燥的冬季,都是助长今年山火的重要因素——归根结底,这场山火也源自无可避免却正在发生的气候变化。
2018 年加州坎普火灾的新闻报道 | BBC
看不见的火最致命
森林火灾究竟有多可怕?见过的人或许都不愿再提起。
与城市火灾不同,森林火灾是无法用水浇灭的,二氧化碳和泡沫灭火器也不行。雷击火的 " 引信 " 通常是一片林子中最高耸、干枯的大树,火光沿苍老的树干一路向下,点燃林下干枯的灌草层与枯枝落叶层。
随后林火会兵分两路,走上路的叫做树冠火,大多沿着针叶树树冠层开始燃烧;走下路的叫做地表火,自地表蔓延烧毁地被。
为什么没有中路法师呢?因为林火本身就像是某种恐怖魔法的化身。
树冠火、地表火和地下火示意图 | wfca
94% 的林火是地表火,大致可分为两类:借风力一路飘摇向前,为害较轻的急进地表火;以及缓慢行军,长时间高温、高强度燃烧的稳进地表火。地表火因为矮,大多可以被打灭、扑灭,如果运气好直接被风吹灭也说不准。
两种地表火 | Famartin / wiki commons、climatecheck
树冠火只占森林火灾的 5%,主要靠地表火在强对流作用下 " 飞上枝头 "。树冠火高度高、温度高、烟柱也高,行过之处浓烟弥漫,目不见物,扑救难度极高。
树冠火 | csfs.colostate.edu
在地表火之下,还有一种会悄无声息地吞噬生命的火焰——地下火。地下火仅占森林火灾的 1%,通常发生在干旱的冬季,在腐殖质层或泥炭层中燃烧。地表看不见火焰,只能看见氤氲烟雾,且蔓延速度极慢,持续时间极长,能烧掉土壤中所有的泥炭、腐殖质和树根等,甚至可以一直烧到矿物质层或地下水层。
地下火难以发现,不易扑灭。等到来年开春,看似毫无变化的浓密森林,早已是一片死木。
地下火对于树木根系和土壤的影响 | Adam C. Watts & Leda N. Kobziar / Fire Ecology volume9, pages124 – 132 ( 2013 )
严格防火,才是正道
曾经很长一段时间内,以及现在世界上大部分地区,森林防火都是靠瞭望塔。住在林区的朋友应该都见过郁郁葱葱的森林中突然冒出来一个颤颤巍巍、摇摇晃晃、约莫 20 米高的铁塔。
没错,那是瞭望塔。
明尼苏达州的一座防火瞭望塔 | Bubba73 ( Jud McCranie ) / wiki commons
护林员定期登上瞭望塔,360 ° 全方位、无死角地观察有无火情,以及林火扩散范围。只要瞭望塔的数量、位置設定合理,那么少量瞭望塔就可以完全监控林区。
尽管如此,奔赴深山老林中的瞭望塔并顶着高处冷风用力观望,既不轻松也不简单。且林区多数通讯困难,即便及时发现险情也很难在第一时间赶去灭火。
目前更加先进主流的办法是通过飞机、卫星实时监测,利用遥感技术准确定位着火点,建立火势预测模型,迅速而精准地派遣消防灭火人员和设备。
可追踪火灾状况的地图应用 | frontlinewildfire
灭火,要趁早
由于我国山区多、林区广,许多时候防火护林的工作还需要仰仗本地人,因此 " 防患于未然 " 才是防火的重点。容易起火的森林都有几个共同点:含水量低而含油脂量高的针叶林,气候干旱,附近缺少水源。
为了避免起火,也为了让渡劫天雷引来的火成不了气候,经营成熟的林区会在针叶林中间植含水量高的阔叶树,例如南方会种植木荷、苦槠、青冈和醉香含笑等防火树种,北方则有著名的东北三大 " 硬阔 " ——水曲柳、黄檗 [ b ò ] 、胡桃楸。
滑动查看图片,依次为水曲柳、黄檗和胡桃楸 | Krzysztof Ziarnek, Kenraiz、 / wiki commons
而森林火灾的扑救原则也非常的简单粗暴:"打早、打小、打了 [ li ǎ o ] "。" 早 " 是要提前,行动迅速;" 小 " 是要把握核心,抓住时机;" 了 " 是 " 赶尽杀绝 ",防止复燃。
如果 " 扑打 " 无法解决,那就意味着常规方法没用了。为什么不用高压水枪?一是高压水枪上不了高山进不了深林,二是一旦火势过大,水在火面前将毫无尊严,喷洒出去的水在数米之外就蒸发成水汽,可能连降温都做不到。所以之前我们说森林火灾是无法用水浇灭的。何况与其这样耗水费力,倒不如直接人工降雨得好。
那么像这一次加州一样的沿海地区,为什么不用海水灭火呢?最重要的原因是,海水可能会腐蚀消防设备并损害生态系统。倘若用海水灭火,海水中的水分会快速蒸发,留下大量的盐分则会堵塞和腐蚀消防设备,影响后续的救援。同时大量的盐分可能会使得群落中的植被、小动物和微生物因失水而死亡,甚至可能会影响当地土壤结构。
倘若真的到了需要用海水灭火的那一步,想必已经是极其糟糕的境地了。
盐水实验对于土壤影响的实验 | Alice Stearns/Smithsonian Environmental Research Center
山火核心温度可达 2000 ℃,直上九霄的烈火就像电影特效似的。面对燃烧的森林,机智如智人也不能硬刚。
于是我们选择挖沟。
是的,砍树、挖沟、烧隔离带,无论哪一种方法都是限制过火面积。当无物可烧时,火自然会停下。这时即便是有零星飞火飞出隔离带或是有死灰复燃,也在可控范围内了。
森林火灾后,隔离带的两侧对比 | Ryanj93 / wiki commons
这类方法无疑是渺小的人类面对自然灾难的无奈之举了。古人曾经嘲笑蚍蜉撼树、螳臂当车,但面对冲天大火时,我们倒与自己曾经嘲笑的虫豸并无二致。
希望我们的地球,越来越好。