为什么凉山州的乡镇里,一定要有那么多的民间救火人员?一场大火究竟有多可怕!

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发布时间:04-0515:27

3月30日15时,四川省凉山彝族自治州西昌市经久乡突发森林火灾。火灾造成19人遇难,其中有18人是前来支援救火的宁南县森林草原专业扑火队员,1人是西昌当地带路的林场职工。据了解,在他们赶往火场的路上,风向忽变,一行人被大火包围遭遇了不幸。

图为3月31日夜间,西昌森林火灾复燃现场

而在一年前的3月30日,同样是四川省的凉山彝族自治州,其下辖的木里县也发生了森林火灾,四川森林消防总队凉山支队西昌大队组织消防队员开赴一线展开扑救,在扑救过程中遭遇林火爆燃,27名森林消防指战员和4名当地扑火人员全部牺牲。

吞噬多人性命的森林大火究竟有多可怕?

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世界苦林火久矣

森林大火可以说是笼罩在世界人民头上的阴霾了。

2007年,希腊发生其有史以来最严重的森林火灾,火灾面积达27万公顷,近一半国土面积受到影响,64人在火灾中遇难。大火一度逼近奥林匹亚遗址,万幸止步于周边林区。这座史前时代就有人类居住的地方还承载了文明,不仅拥有众多神庙,还是古希腊奥运会举办地。

美国也是森林火灾的多发之地。2013年6月28日,美国亚利桑那州亚内尔山森林火灾,数百栋房屋被火烧毁,大批居民被迫撤离。扑火行动中,19名消防队员不幸丧生,其中18人是受过专业培训的顶级消防员。此次事故成为30年来美国最大的扑火伤亡事故。

在美国加利福尼亚州比尤特县天堂镇,救援人员在山火废墟中工作。

2018年加州的“坎普山火”是加州历史上最具破坏力的山火,烧毁13972栋民房,夺走85人的性命。山火蔓延1秒钟,最快可以烧过一个足球场的面积,加州北部天堂镇几乎一夜之间被“夷为平地”。而马里布的名人区中,Lady Gaga、布兰妮等名人的豪宅以及HBO经典剧《西部世界》的片场都未能“幸免于难”。2019年山火又卷土重来。许多明星不得不上演了一场“加州大逃亡”。

被誉为“地球之肺”的亚马逊雨林在2019年也“火”出了圈。从1998年开始,巴西国家空间研究所就对雨林进行持续监测,得出“该雨林年年月月都起火”的结论,2019年巴西一共发生了7.2万多起火灾,大部分都发生在此地,而这个数据与2018年同期相比增加了84%。

森林被烧毁,雨林生物也因火灾的直接伤害遭受了灭顶打击。作为世界最大的热带雨林,亚马逊雨林拥有全世界百分之十的物种,面对大火,动物们的逃生选择有限。此外,亚马逊雨林浓密的树冠能够阻挡大部分阳光直射地面,但大火一下子烧光了这些树冠,带来了阳光,从根本上改变了生态系统的能量流动,整个食物链或将因此发生连锁反应。

人类生存也同样受到影响。大火的滚滚浓烟,导致一场巴丙联赛由于能见度的大幅降低被迫中断,并随着大风飘向了千公里外的圣保罗,天空被黑云覆盖,一时间白昼宛如黑夜。

在印度洋另一边,从2019年一直燃烧到2020年的澳洲森林大火,同样造成了惨重的损失——考拉栖息地被破坏,袋鼠由于对高温敏感以及行动缓慢而大量死亡。悉尼大学生态学家的报告称,在维多利亚州隔壁的新南威尔士州,九月以来的大火或威胁着十亿余只动物的生命,可能已有数百万鸟类、爬行动物和哺乳动物在火灾中丧生。对人类社会的损失更是不可估量,在悉尼近郊的蓝山,人们亲眼目睹了70米高的火墙,这个高度远远高于一般建筑。

在澳大利亚麦夸里港,一只在山火中受伤的考拉得到救助。图源:路透社

我国1987年的大兴安岭火灾令人印象深刻,部队先后出动3.5万余人、884辆汽车、62架飞机参与扑火。虽在此之后,我国的森林防火工作不断加强,森林火灾数量呈下降趋势,但火灾的潜在威胁仍不容忽视。3月30日的西昌森林大火,对西昌城区也产生了威胁。无论是城市中易燃爆的石油液化气储配站、加油站,还是与生产生活相关的人员密集场所,哪个失守后果都不堪设想。

造成惨重损失的熊熊大火通常是在不经意间燃起。

1871年美国芝加哥的一只奶牛踩翻马灯而引发的大火事件,使芝加哥三分之一的城市被烧毁,将近一半的人无家可归。这任性一脚,让这座美国发展最快的城市几乎化为灰烬。2019年造成惨重损失的加州大火,火灾由一根树枝引发——树枝在大风条件下折断,落在附近的电线上起火并点燃了附近的灌木丛。美国加州卡尔山火是大货车爆胎后轮毂与路面摩擦产生火花引起的。我国已发生的森林火灾约95%因人类活动而起,其中烧荒烧炭和上坟烧纸是森林火灾的最主要成因,一根小小的烟头、一小片燃烧的纸,都是万劫不复的根源。

就算排除一切人为因素,还有偶然来袭的“渡劫天雷”。2010年6月下旬,内蒙古大兴安岭持续高温干旱,短短四天内就发生夏季雷击火48起,仅6月29日一天就发生了16起。2019年四川凉山木里县森林大火就是由于一株高约18米、树围约2.5米的云南松被雷击引起的。

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无处不可着的森林

一点小火星就能酿成惨剧,为什么森林这么容易着火?

因为燃烧的三要素充足——可燃物、氧气、一定的温度,不仅充足而且无处不在。

森林中的可燃物太多,乔木、灌木、杂草、蕨类、苔藓、地衣、枯立木、腐朽木、枯枝落叶以及地下层的腐殖质、泥炭等,均属可燃物。虽然树木含有水份,但树木含水率小于10%的植物往往容易燃烧。

比如,美国加州的自然景观极其丰富多样,全美59个国家公园中,有9个位于加州,加上近300个州立公园,森林覆盖率占到加州总面积的45%,林地面积为3300万英亩(13.35万平方公里)。旧金山等城市近郊山野也生长着高大的桉树与浓密的灌木丛。

特殊气候让本就有易燃属性的植物更容易“擦枪走火”。加州冬季的湿润让植被疯长,但夏天这里的天气炎热干燥,植被内部水分开始被蒸腾逐渐干枯。进入秋天,“焚风”也会来到加州刷存在感。

每年秋冬季节,陆地冷高压驱使冷空气向沿海推进,而加州处于落基山、海岸山西侧,冷空气向此推进时沿坡向下沉。空气每下降1000米,温度平均升高6.5℃,如果空气从海拔四千至五千米的高山下降至地面,温度会升高20℃以上。这里地形落差大、空气下沉幅度大,升温就更加明显。空气越发干燥,地表大量树木枯死,为大火“储备”了大量燃料。

对于澳大利亚的森林,易燃的桉树是唯一的主角。在澳大利亚4000万公顷严格意义上的森林中,70%的树种都是桉树,而澳大利亚整体的乔木中,桉类可占到90%以上。

桉树有多易燃?桉树皮富含桉树油,它们脱落后堆积在树根处,别说雷击与人为原因了,在干燥的时候仅仅太阳辐射都能让它们自燃,简直就是“森林火药桶”一样的存在。同等面积、同样长时间里,桉树林积攒的可燃物总量几乎可以达到橡树林的3倍。

澳大利亚东南海岸森林大火产生的烟尘飘过塔斯曼海,抵达新西兰北岛北部地区上空,新西兰最大城市奥克兰笼罩在黄褐色烟尘中。

我国四川凉山地区界于四川盆地和云南省中部高原之间,地表起伏大,大量分布着干旱河谷和干热河谷。尤其是今年凉山州气象信息中心的统计数据显示,2月21日~3月30日,全州平均温度14.2℃,较历史同期异常偏高2.0℃,全州平均降水量12毫米,较历史同期偏少44%,其中西昌更是偏少88%。气候干燥让本就树种单一、油脂含量高且易燃的云南松充满风险,而松树林中多见的堆积几十公分的枯枝,也因水分的匮乏为森林火灾的形成推波助澜。

森林中的氧气也极为充足。森林被称为地球之肺,因为地球60%以上的氧来自陆生植物,特别是森林。它们在吸收大量二氧化碳的同时,释放出大量的氧气以维持空气组分恒定。一亩森林每天能吸收二氧化碳约67千克,产生氧气约49千克。

可燃物和氧气充足,再遇上星星之火,一切毫不意外。一部分火自地表蔓延燃烧被称为地表火,还有一部分垂直而上形成了树冠火,沿着树冠层开始燃烧。虽然树冠火的概率并不高,只有5%,但其燃烧温度高、火强度大、蔓延速度快,对森林的破坏性极大。2003年,一位时任大兴安岭森林警察在刚进入火场时候这样描述树冠火,“整个树林全着了,火有30多米高,眼前全是暗红色,都把太阳遮住了。火的声音就像火车开过来一样,轰、轰、轰,树枝烧得噼里啪啦响。”还有窜到地下的火星被称为地下火,也可能会引燃腐植质层,然后逐渐向更深的泥炭层蔓延。这种不易察觉的阴燃,在千奇百怪的季候变化下,有了复燃的可能。

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是什么阻碍了灭火?

兵来将挡,水来土掩。火来就要灭,但不了解情况的人们常常误认为森林火灾和城市火灾的性质相同。

其实,自然灾害出现的状况远比想象中的复杂。森林这种开放系统的燃烧丝毫没有任何限制,空间无限,氧气也无限,就算森林能用高压水枪都没用,因为一旦火势过大,水在数米之外就蒸发成了水汽。

此外,森林中的小气候变化莫测,燃烧过程迅速多变。深林大火经常伴随着大风,在2019年凉山木里县的森林火灾中,大风促使林火几十秒内就迅速蔓延至两面山坡。小气候微妙的变化,可以让火的传播速度比常规的地表火速度快几十倍,数十秒就可以扩至几公顷的面积。今年初,澳大利亚新南威尔士州消防部门公布了一段惊险视频。消防员们还在消防车附近工作,发现情况不妙后迅速撤离。仅仅一分钟,消防车一开始停靠的位置就已是一片火海。

随着包括林草在内的可燃物的燃烧,空气温度升高,空气就会上升形成对流。而燃烧物复杂、山地地形变化等因素又导致风向难以预测。就算刚开始发现某处着火,等扑火队上到起火点,火早就扩散了。凉山州木里县雅砻江镇立尔村森林火灾着火点在海拔3800米左右,地形复杂、坡陡谷深,有些地方根本无法通行。

如果风向突然改变,短时间内烟尘会快速笼罩一大片区域,救火人员无法短时间作出应急判断,木里与西昌的大量救火队员伤亡就是源于风向突变。美国亚利桑那州森林火灾遇难的格拉尼特山高手队同样也没有逃过风向突变的厄运。他们是美国第一支获得国家级先锋队资格的镇消防队,在救火过程中,因风向突变被火焰包围,他们立刻采取应急措施——躲进紧急搭建的耐燃材料制的防火帐避险,但也没能抵挡山火核心2000度的高温,最终不幸遇难。

在火势蔓延过程中,能量累积发生质变还会形成极其特殊的火行为。比如火旋风、飞火、爆燃、轰燃、高温热流等。在一些较为封闭的地形中森林爆燃发生突然,大火球、蘑菇云、有害气体滚滚而来。扑火人员身处其中,面对瞬间的高温灼热、烟雾熏呛以及冲击波,只能束手就擒。

在西澳大利亚州的南安普敦市,一处丛林意外失火形成火旋风。图源:环球网

火旋风更有犹如灭世的既视感。热量和涌动风流结合在一起形成旋转的空气涡流,这些空气涡流可收紧形成类似龙卷风结构,旋转着吸入燃烧残骸和易燃气体,高度可以达9到60米。火旋风最可怕的一点是使消防隔离带失去作用。在风的作用下,火头甚至能飞过上百米宽的河流打中对岸,而消防隔离带远没有这么宽。与此同时,气流还向外抛出起火的树枝等新火源。

在特殊的火行为下,扑救措施极为有限。目前的消防隔离带等措施,原理都是限制过火面积,当无物可烧时,火自然会停下。即使有零星的火,也可用常规的扑火措施消灭。但遇到特殊地形以及特殊火行为发生,火势迅速扩大演变为树冠火,消防员及直升机都无法靠近火场。

图为飞机吊筒灭火装置

比如木里火灾现场主要位于山区,平均海拔3700米左右,植被比较茂盛,航线比较狭窄。就算能顺利飞抵,水量也是个问题,飞机洒水高度较高,使得真正作用于火场的灭火剂量减少,灭火效果不佳。木里火灾中出动的4架k-32型和1架M-26型直升机,从附近的雅砻江取水救火,但其吊桶有效载水量只有4-9吨,相比迅速蔓延的山火还是有些吃力的。

这样的状况下,有时候不得不等待天气条件改变才能灭火。

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我们只能缴械投降吗?

面对森林大火,很多人表达了任其燃烧的悲观态度。但事实上,一些高科技手段正在不断诞生。

目前,我国森林林区火险监控预警的方式主要有卫星林火监测、人工监测、远程林火视频测控和森林火灾智能远程监测四种方式。相对于易受干扰的卫星监测与局限性较大的人工监测,森林火灾智能远程监测更加快速。

它主要运用视频监控技术和网络传输技术、GIS地理信息技术、3S技术、图像智能识别技术等,通过安装在不同位置的大型户外摄像系统将林区的影像信息实时、清晰地传输到森林防火指挥中心,由智能识别软件自动分析处理,一旦发现烟、火等疑似警情,便自动触发报警并联动相关单位。

在火灾中,北斗手持终端可通过北斗系统高精度定位技术及短报文通信功能,让第一线的消防干警及时掌握火情并做好个人防护,便于组织疏散当地人群,加强重点防护区域场所的救援力量部署工作。

新的灭火利器也在不断研发之中。2019年3月29日,山西省长治市沁源县王陶乡郭家坪村附近发生森林火情,火势蔓延迅速,一款新的灭火利器就在这天登场了。

图为119毫米远程森林灭火炮

55名民兵预备役人员,携带8门119毫米远程森林灭火炮和172枚灭火弹药,于3月31日9时到达火灾现场配合当地消防部门灭火。这款装备最大射程可达8公里,并且为了提高精度,它还配备了一整套的侦察车、指挥车、弹药车、无人侦察机等。经过近50分钟左右的射击,打出24发炮弹,一举打灭200米长的一条火龙。

虽然目前这种新型灭火神器还没有广泛推广,但相信会在压制林火方面一展身手,未来也会有更多的神器出现在众人视野中。

文丨崔赫翾

参考资料

1.森林火灾过程中的火旋风特征丨自然灾害学报 1997年5月 6卷2期

2.关于亚马孙森林大火,你该知道的一些真相丨人物 2019/8/27

3.亚马逊大火后,我们还能见到多少野生动物?国家地理中文网2019/08/26

4.目击希腊森林大火丨国际在线2007/8/31

5.美国加州大火为何难以扑灭?丨科技日报 2018/11/18

6.森林燃烧的三大要素丨中国天气网 2010/8/6

7.森林救火是世界难题,这场山火该不该救?丨长江日报2019/4/3

8.大兴安岭冰与火丨中国青年报 2018/6/20

9.军工火炮技术利刃出鞘成就“灭火利器”丨兵器工业集团2020/3/30

10.林火智能识别技术的应用丨《工程技术(全文版)》2016/5

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