大兴安岭地区森林火灾和气象因子相关性研究

蔡恒明 魏航 陈圣东

摘要：  根据大兴安岭地区1990～2012年森林火灾（简称林火）数据信息，选择对林火发生影响较大的温度、最高温度、降水量、风速、相对湿度和当日最低湿度6个气象因子，分析了气象因子和林火发生的相关关系，为林火预防提供参考。

关键词：  林火;  气象因子;  大兴安岭

中图分类号：   S 762. 1               文献标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2021）01 - 0049 - 03

森林火灾（简称林火）的发生和森林植被类型、火源以及环境条件息息相关，一般情况下，森林植被类型和火源相对比较稳定，环境条件主要是气象条件变化比较大，在林火发生、发展中起着重要作用[ 1 ]。因此，采用气象因子研究林火发生的规律，可以帮助政府有关部门评估火灾风险，并有序开展林火防范工作。本文分析了大兴安岭地区23年的林火变化规律，并对该地区林火次数和气象因子的相关性进行研究，以期为政府部门提供参考，减少因火灾导致的经济损失和人员伤亡。

1 材料与方法

1. 1 研究区域概况

大兴安岭地区位于黑龙江省西北部，总体呈西北-东南走向，东接小兴安岭，西临呼伦贝尔草原，南达松嫩平原，北靠黑龙江流域，平均海拔573 m，森林面积广阔，植被以针叶林为主，森林覆盖率达80.95%，是我国重点火险区之一[ 2 - 4 ]。该地区属于寒温带大陆性季风气候，四季分明，全年平均气温-3 ℃，平均降水量为460 mm，日照在2 600 h以上。每年春季及秋季，植物干枯，气温相对较高，风速大，是森林火灾多发且林火容易蔓延的季节[ 5 ]。

1. 2 数据来源

林火数据来自于大兴安岭地区森林防火办公室，共收集1990～2012年记录有火灾发生时间、地点、过火面积等信息626条。气象数据来源于中国气象数据网，选取漠河（50136）、塔河（50246）、呼中（50247）、新林（50349）、呼玛（50353）、加格达奇（50442）6个气象站点火灾发生当日、前1日和前2日的地面观测数据。

1. 3 数据处理方法

在统计大兴安岭地区1990～2012年林火历史发生数据的基础上，选择对林火发生影响较大的温度、最高温度、降水量、风速、相对湿度和当日最低湿度6个气象因素，采用纬度距离方向权重反比法得到火灾位置的气象信息。

2 结果与分析

2. 1 林火发生规律

根据图1分析可见，大兴安岭地区林火发生次数有比较明显的年际变化，主要呈现3个阶段，1990～  1997年、1998～2005年、2006～2012年。1990～1997年这8年年平均林火次数14.98次，最高是1992年28次;1998～2005年，这8年林火次数显著增加，最多一年（2000年）高达94次，年平均43.89次，明显高于另外2个阶段;2006年以后，林火次数各年份分布比较均匀，平均18.67次，保持为低发状态。

由图2可见，林火主要分布在2～10月，5、6月是林火高发期，23年共发生362次，占总数的57.8%。

从大兴安岭地区林火次数全天各时间段变化（图3）可见，林火主要发生在9～18时，占总数的91.2%，易发时段林火次数波动不是很明显，15点和16点2个时间段达到峰值。

2. 2 林火发生气象因子分析

通过气温与林火发生概率（图4a）可见，火灾发生当日，17～19 ℃发生林火的概率最大，91%的林火发生在15～25 ℃;28%的林火发生前1日和27%的林火发生前2日温度为19～21 ℃;85%以上的林火发生前1～2日平均气温为15～25 ℃。最高气温和林火的关系和平均气温趋势相近，林火集中在平均最高气温29～33 ℃这个區间（图4b）。温度过高（>38 ℃）、过低（<18 ℃）都不利于林火发生。从降水和林火发生概率（图4c）可见，降水量越少，越容易发生林火。林火发生当日、前1～2日降水量为0时发生林火次数最多，分别占到总数的75%、79%、69%。从风速和林火发生概率（图4d）可以看出，林火发生当日平均风速多在1～3 m/s，占到总数的74%，林火发生前1～2日，林火在1～3 m/s这个区间次数分别占到总数的71%和73%，比较集中。

通过湿度和林火发生概率（图4e）可见，林火发生当日空气湿度60%～65%概率最高，为21%;前1日空气湿度65%～70%概率最高，为23%;前2日空气湿度60%～65%概率最高，为25%。可见，相对湿度60%～70%容易发生林火。通过最小相对湿度和林火发生概率（图4f）可见，林火发生当日、前1～2日最小湿度概率极大值区间分别为20%～25%、20%～25%、30%～35%，87%的林火发生时当日最低相对湿度小于45%。

通过对大兴安岭地区林火发生当日和前1～2日各气象因子统计及对比可见（表1），林火发生当日的风速、气温高于林火发生前1～2日相应数值，降水量、相对湿度低于林火发生前1～2日相应数值。因此，温度升高、风速增大、降水量减少等气象因子变化，容易导致林火发生。

3 结 论

3. 1 林火发生与气象因子变化关系密切，根据大兴安岭地区林火分布特征，分析了平均气温、最高气温、降水量、风速、相对湿度、最小相对湿度6个气象因子与林火的关系，得出林火与平均气温、最高气温正相关，与相对湿度、最低相对湿度、降水量负相关，合适的风速有利于林火发生。

3. 2 大兴安岭地区是林火多发区域，应注意火灾防范。林火多发生在5、6月，并且集中在林火当日9～18时。连续三天平均气温15～25 ℃、无有效降水、平均湿度60%～65%、当日最低相对湿度<45%时，易发生森林火灾。

3. 3 本文只选取了温度、风速等6个气象因子，没有将日照、气压、蒸发量等其他气象因子纳入研究范畴，且没有添加地形、地貌和人为基础设施等非气象因子，可以在今后的研究中综合考虑各种因子的影响，从中发现规律，以供相关部门参考。

参考文献

[1] 李德全.  浅谈我国森林火灾发生的特点[J].  林业科技情报，2011，  43（1）：  4 - 5.

[2] 陆昕，  黄滨，  杨素芝，  等.  大兴安岭地区森林火灾发生的原因和扑救特征[J].  东北林业大学学报，  2019，  47（11）：  77 - 80 + 85.

[3] 苏立娟，  何友均，  陈绍志.  1950-2010年中国森林火灾时空特征及风险分析[J].  林业科学，  2015，  51（1）：  88 - 96.

[4] 付婧婧，  吴志伟，  闫赛佳，  等.  气候、植被和地形对大兴安岭林火烈度空间格局的影响[J].  生态学报，2020，  40（5）：  1 672 - 1 682.

[5] 赵凤君.  氣候变化对内蒙古大兴安岭林区森林火灾的影响研究[D].  北京：  中国林业科学研究院，  2007.

第1作者简介：  蔡恒明（1976-），  男，  工程师，  研究方向为天气动力与气候预测。

通讯作者：  陈圣东（1978-），  男，  正高职工程师，  研究方向为林业（森林）工程。

收稿日期： 2020 - 01 -  20

（责任编辑：   张亚楠）