林火行为与森林火灾扑救安全

张惠莲

（南京森林警察学院，江苏 南京 210023）

林火行为是指森林可燃物从点燃开始至林火熄灭的全过程中着火、蔓延、能量释放、火强度、火灾种类等各种特征的综合。研究林火行为就是研究森林火灾的发展规律。森林火灾是极其复杂的燃烧现象，林火行为受气象、可燃物、地形条件的制约和控制。在森林火灾发生蔓延过程中，林火行为会发生变化，当火蔓延到危险环境时（危险地形、易燃可燃物分布区、恶劣气象条件），林火行为可能会瞬息万变，极易形成复杂的火行为，对灭火队员极其不利。如果灭火指挥员对危险环境中林火行为变化不能做出正确判断和预测，就会导致指挥失误，使扑火队员陷入危险境地，极有可能发生伤亡，甚至发生群死群伤事件。据统计，目前世界各地每年发生森林火灾达20多万次，每年扑救森林火灾伤亡人数达万人，扑火安全问题已经引起了世界各国的关注，2003年第4次国际林火大会就是以扑火安全为主题的。

因此，在森林火灾扑救过程中，不管是在接近火场，还是在火灾扑救中，不仅要求灭火指挥员要有丰富的经验和知识，更重要的是能够根据地形、可燃物分布和气象条件的变化，正确判断林火行为的变化和预测森林火灾发生蔓延状况及趋势，这对于指挥员正确指挥，有效组织扑救工作、确保扑火安全，减少火灾损失具有非常重要的意义。

1 影响林火行为的主要因素

1.1 气象条件

森林火灾在某种程度上也属于森林气象灾害。气象条件对林火行为有很大影响，主要的影响因子有风、气温、空气湿度、降水。

1.1.1 风

在森林可燃物干燥的情况下，风是影响林火行为最主要的因子之一，是制约林火蔓延速度、林火强度、火灾面积和扑救难易程度的决定性因素。“火借风势、风助火威”形象地说明了风与火的关系。一般情况下，四级以下大风天气，即便有火，也容易控制，但五级以上的大风天气，一旦发生火灾，由于风速大空气乱流强，很容易发生火旋风和飞火，火向上空窜，地表火就易发展为树冠火，蔓延速度很快，扑救困难，往往容易造成重大、特别重大森林火灾。而突然改变的风向，往往会将扑救人员处于非常危险的境地，极易造成人员的伤亡。2006年5月下旬黑龙江、内蒙古等地火场地区持续发生五至六级大风，部分时段达到七至八级，阵风九至十级，而且风向多变，导致火灾扑救异常艰难[1]。

1.1.2 气温

气温越高，可燃物温度就越高，水分含量就越少，林火蔓延起来，消耗的热量减少，有助于加快林火的蔓延。研究表明随着气温升高，可燃物初始蔓延速度迅速加快[2]。在高温大风天气，可使粗大和高含水量的可燃物在短时间变干燥，加快燃烧速度，并使火焰由垂直发展改变为倾斜或水平发展，增强辐射和对流传热作用，同时将燃烧余烬带到火焰前方形成新的火源，常常引起极端的林火行为[3]。

1.1.3 空气湿度

空气湿度与森林火灾的关系密切。相对湿度低于40%时，森林火灾就会大幅度增多，而当相对湿度大于70%时，不易发生森林火灾。空气相对湿度越小，可燃物就越干燥，林火蔓延速度越快，发热量值越大。

1.1.4 降水

降水对林火行为的影响主要是降水量和降水间隔期（干旱期）。降雨量大小及干旱期是确定森林火险等级的重要因子，雨量大小是决定林火能否蔓延的重要因素。降水多的话，一般不容易发生森林火灾，即使发生火灾，也极易扑灭。降雨量小，干旱期长，火灾愈易蔓延[2]。长期的干旱也常常导致极端火险天气的出现，一旦发生森林火灾，火蔓延速度快、强度高，不易扑救，容易发展成为森林大火[4]。实践表明，森林大火多是在连续干旱和大风天气条件下引发的，有时会形成地表火、地下火和树冠火同时发生的立体燃烧，火强度大、蔓延迅速，灭火人员难以接近。

1.2 森林可燃物

森林可燃物是森林燃烧的物质基础，是林火行为的主体，它的类型、特征、分布决定着火灾发生后表现出来的各种火行为特征。

1.2.1 可燃物类型

森林可燃物类型是指占据一定空间，并在一定时间内保持相对稳定的相似林分的复合林。不同类型的可燃物的燃烧性有很大区别。易燃可燃物往往是森林火灾引火物。按照发生学的观点和森林燃烧环的产生过程，对易燃可燃物的理化性质与林火行为关系的研究很有必要。阳山草坡、针叶幼林、易燃灌丛和阳性杂草等易燃性强的地段，会突然增加林火蔓延速度，改变林火燃烧方向，产生高强度的林火。

1.2.2 可燃物特征

可燃物的特征主要包括含水量、载量、密实度、化学成分等。可燃物含水量大小是影响林火发生发展最重要的因子之一，对林火的蔓延速度和发热量影响很大。美国人Deeming将森林可燃物分为活可燃物和死可燃物两大类。死可燃物根据含水率的恢复时间又分为 1h、10h、100h、1000h时滞的可燃物[5]，不同时滞的可燃物表现出的火行为有很大区别。可燃物载量指单位林地面积上所有可燃物的绝干质量。可燃物载量的大小直接影响着着火、蔓延和火强度。据研究，若可燃物的载量大于2.5t/hm2时，难以维持正常燃烧，当有效可燃物载量每增加1倍，火蔓延速度增加1倍，火强度增加为原来的4倍[6]。研究表明，森林地表可燃物载量平均达到20～30t/hm2可产生高强度火，平均达到30t/hm2以上易发生森林大火[7]。可燃物的密实度对林火行为也有很大的影响。对于个体比较细薄的可燃物，疏松分布的比紧密分布的更有利于燃烧；对于个体比较粗大的可燃物，可燃物分布相对紧凑更有利于热量的传播，林火的蔓延。可燃物的油脂、挥发油、灰分等含量的大小不同，也表现出不同的火行为。

1.2.3 可燃物分布

可燃物水平和垂直分布状况影响着林火行为的变化。尤其是当可燃物垂直分布连续时，地表火易发展为速度极快的树冠火，形成立体燃烧的特殊林火行为，扑救十分困难，对林木的危害极大。当地面与树冠明显分离时，地表火转变为树冠火的可能性就会小。

总之，可燃物是形成森林火灾扑救中危险林火行为的重要条件。在火灾扑救中，特别要对梯形可燃物分布、大载量可燃物分布、针叶幼林和易燃可燃物分布区林火行为做出正确判断。

1.3 地形

地形对森林火灾的影响十分明显。地形的起伏变化，形成了局地的小气候，影响着可燃物类型和分布，使火环境有明显的差异，直接影响热量的传播、林火蔓延和火强度。因山地条件而形成的山谷风、越山气流等对火蔓延速度和方向有很大影响，容易造成“风无定向，火无定势”现象。坡度和不同坡位对林火影响也很大，坡度越大，上山火蔓延速度越快，下山火蔓延速度越慢。对于不同坡位，坡底容易着火，而且林火的日变化大，坡顶不易着火，若着起火来林火的日变化小。

还有一些特殊地形对林火行为也有很大影响。窄谷、狭窄草塘沟和闭塞的山谷河道会增加热空气的传导速率，容易产生新火点和火爆。窄山脊线（拱脊）是很危险的地方，着火时林火行为瞬息万变，难以预测，往往会产生很强的热辐射和热传导，温度极高，人无法忍受。鞍状山谷里经常是温度极高和浓烟滚滚的险地。陡坡会自然地改变林火行为，尤其是林火的蔓延速度。还有具有破碎特征的地形，如凸起的山岩，往往产生强烈的空气涡流，林火在涡流的作用下，容易产生许多分散的、方向飘忽不定的火头。这些特殊地形形成的复杂林火行为，对灭火队员极其不利，容易造成扑火人员伤亡。2003年陕西省佛坪扑救森林火灾中，因在上山火蔓延的前方开设隔离带，大火形成空气涡流而产生火旋风，造成死亡10人和烧伤8人的悲惨后果。

2 如何正确判断林火行为

2.1 根据气象条件、地形、可燃物的变化正确判断林火行为变化

森林火灾在发生发展过程中，林火行为变化无常，因此，火灾扑救中灭火指挥员时刻面临着严峻考验。指挥员要正确判断林火行为，就必须具有较高的素质和丰富的灭火指挥经验，熟悉火场及周边的地形和可燃物分布，准确掌握在不同气象条件、地形、可燃物下林火行为变化规律，正确判断林火行为变化。扑火指挥员判断林火行为的主要方法有下面几种。（1）分析法。扑火指挥员根据自己掌握的知识和经验，根据自然条件（气象条件、地形、可燃物）的变化对火场蔓延中出现的林火行为作出判断和预测，能够有效防范出现的危险。（2）观察法。扑火指挥员对整个火场、局部火线、某一地段林火行为变化情况等进行全程观察，根据自然条件（气象条件、地形、可燃物）的变化对林火行为进行分析判断，提供准确信息的基本方法。这两种方法可以单独运用，也可以综合运用[8]。

2.2 充分利用Google Earth

Google Earth免费开放给全球用户，利用Google Earth代替原来利用地形图确定坐标，速度快而且精度高。把Google Earth应用到森林火灾扑救方面，扑火指挥员可迅速、准确、安全地指挥火场扑救。火场一般发现是通过森林火灾气象监测卫星和人工肉眼发现，反馈到地方防火指挥部的信息是经纬度坐标。在Google Earth软件中输入经纬度坐标，可很快准确定位火场。Google Earth地图坐标、结合到各林业局的数字地图，借助地形图编辑软件ArcGis，迅速掌握火场的位置，准确弄清火场及周边地形和林相[9-10]。灭火指挥员，可以根据Google Earth反映出来的林相特点、地形特点、结合当时的气象条件，制定出一套行之有效的扑救方案。更为重要的是，可以正确预测出火头的发展方向等林火行为，当林火行为对灭火队员不利时，可及时采取防范措施。

3 正确判断林火行为，确保森林火灾扑救安全

扑救森林火灾具有极高的危险性。美国、加拿大等发达国家都在积极寻找对策，他们非常重视森林火灾扑救安全对策的制定和实施，严格有效地实施指挥员培训体系以及建立高效严密的火场指挥系统，而且在应对森林火灾时，大都采用飞机和大型消防车辆实施灭火，开设隔离带，避免人员与火的直接接触，以此来确保扑火队员人身安全。我国对扑火安全工作一直也非常重视。2009年1月1日颁布的新修订的《森林防火条例》中对森林火灾种类的划分依据中增加了重伤和死亡人数，强调了“以人为本”的基本原则。姚树人和满秀玲[11]、张勇[12]、姜伟和付志超[13]、门玉中[14]等学者从扑火安全的重要性和必要性，发生险情的林火特征，发生伤亡的主要原因，做好扑火安全的基本原则等方面进行了研究。李东斌[15]研究了扑火中的安全防范措施。杨锡梅[16]从伤亡发生率最高的接近火场这一重要环节入手深入研究了森林防火安全对策。韩焕金[17]从安全防护设备、防护装备的使用、安全培训等方面进行了较为细致地研究。

从我国目前扑救森林火灾的实际来看，我们的扑救手段还比较落后，很多时候都还处于扑火队员直接灭火，危险性很大，伤亡时有发生。发生伤亡最主要的原因就是不能对林火行为做出正确判断，导致盲目进攻，陷入危险境地，采取错误逃生方式等。2010年12月四川省甘孜州道孚县草原火灾，在处理余火时突起大风，导致火灾加剧，致使22人遇难。

因此，在森林火灾扑救中，灭火指挥员正确判断和预测火场及周边可能出现的林火行为变化，特别是当出现不利气象条件、复杂地形、易燃可燃物时，就能够保持头脑清醒，提高警惕，当机立断，立即主动采取正确的扑救方式和避险措施，避开危险风向、危险地形、危险可燃物，迅速转移到安全区域，有效避免各类伤亡事故的发生，确保扑救安全。2011年2月28日5时左右，云南省丽江市玉龙纳西族自治县黄山镇发生森林大火。林火发生后，丽江森林防火部门迅速组织了400多人参加灭火，开挖了一些隔离带。但由于28日当地一直刮着六七级大风，火势较大，加之发生火灾林区山势较陡不便操作，灭火指挥部决定停止作业，并将灭火人员撤至安全地带，待3月1日4时后风力小时再集中行动。对于这次灭火，灭火指挥员能够根据当时气象条件和地形对林火行为做出正确的判断，指挥正确，确保了人身安全。

4 结语

根据以上的分析，气象条件、地形和可燃物是影响林火行为的三大主要因素。灭火指挥员只要能够对不同条件下可能表现出来的林火行为做出正确判断和预测，就能够准确掌握火场的发展变化，进而采取正确的灭火手段和避险措施，使森林火灾扑救工作安全、有效地进行。

［1］赵凤君，舒立福.气候异常对森林火灾发生的影响研究[J].森林防火，2007，（1）：21-23.

［2］张尚印，程正洪.森林火灾气象环境要素和重大林火研究 [J].自然灾害学报，2000，9（22）：111-117.

［3］唐纳德·波瑞.野外火的扑救［M］.北京：中国林业出版社，1989.

［4］孟凡增.森林火灾科学防控的技术措施[J].科技创新与应用，2012，（7）：213.

［5］Deeming,John E,Robert E,Burgan,Jack D Cohen.The National Fire-Danger Rating System-1978[M].USDA Forest Service,General Technical Report INT-39,1977.

［6］胡志东.森林防火[M].北京：中国林业出版社，2003.

［7］杜永胜，舒立福.南方冰雪灾害对森林防火的影响[J].森林防火，2008（1）：12-14.

［8］张勇.扑火指挥员分析判断火情的主要方法[J].内蒙古林业，2010，（11），16-17.

［9］张敏荣，魏寒梅.谷歌地图在秦岭森林防火中的应用[J].北京农业 ，2012，（3）：223-224.

［10］王建.Google Earth在陆良县森林防火中的应用[J].河北林业科技，2011，（3）：44-45.

［11］姚树人，满秀玲.论如何安全扑救森林火灾[J].森林防火，2000（2）：32-34.

［12］张勇.对森林火灾扑救中安全问题的研究和探讨[J].森林防火，2004（2）：30-33.

［13］姜伟，付志超.对森林火灾扑救中安全问题的研究和探讨[J].吉林林业科技，2004，33（6）：22-24.

［14］门玉中，张哲.浅谈如何做好扑救森林火灾中的安全工作[J].林业劳动安全，2010，23（1）：33-34.

［15］李东斌.扑救森林火灾安全技术研究[J].森林防火，2008（1）：43-44.

［16］杨锡梅.扑救森林火灾中安全接近火场对策研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2012，25（3）：22，91.

［17］韩焕金，姚树人.森林火灾扑救中有关安全问题的研究概述[J]. 陕西林业科技，2012（5）：45-47.