原始森林雷击火特点和监测预警技术浅析
摘要
关键词
原始森林;雷击火;监测;预警
正文
森林属于生态系统的一项重要组成部分,通过森林,地球可以代谢二氧化碳,并且改善周边的生态环境,在大气的化学循环以及碳循环当中起到重要作用。而雷电作为一种较为常见的天气现象,不仅带有大量的电流,同时也会产生高热,一般雷击击中较为干燥的树木之后,往往就会发生起火,随着风势的影响,可能会引发对应的森林火灾。这一问题的出现,对我国的森林安全造成了较为严重的影响以及限制。
一、原始森林雷击火监测预警的意义
(一)保护生态环境
一旦雷击火发生,往往会导致森林植被遭受大量的破坏与影响,从而影响生物的多样性,甚至引发严重的水土流失、土壤侵蚀问题。通过建立高效率的雷击火监测预警工作系统,可以及时掌握森林火灾的发生情况,提前预测雷击火的发生概率以及未来发生趋势,使用合理的针对性预防措施。这一工作的开展与落实,不仅有助于保护森林生态系统,积极维护生物多样性,还可以降低火灾对土壤、水源等自然资源造成的破坏与影响,为我国生态环境的修复起到一定的作用以及保障[1]。
(二)促进森林资源可持续利用
森林资源是国家的宝贵财富,对经济发展以及人民生活具有重要作用。雷击火的发生不仅会造成森林资源的直接损失,还会影响木材、果实等林产品的产量以及资粮。通过实施雷击火监测预警工作,将会有效减少火灾对森林资源的破坏以及影响,保障森林资源的稳定供应。同时,预警信息的发布将会有助于提高公众的森林防火意识,积极推动森林资源的合理利用以及保护优化,这可以为森林资源的可持续利用打下坚定的基础[2]。
二、阿尔泰山林区林业现状
阿尔泰山林带坐落于新疆北端,位于阿尔泰山脉中段南部,毗邻俄罗斯、哈萨克斯坦和蒙古三国。其东西方向延伸约500公里,南北宽度平均为80公里。整个林区的总面积达到4114.61万亩,其中林地面积有2317.71万亩(根据最新调查数据),森林储积量达1.2亿立方米,森林覆盖率为56.33%。这些林地和森林储积量分别占新疆山地森林总量的41%和45%,以及阿勒泰地区国土面积、林地面积和森林储积量的23%、58%和90%。
阿尔泰山是我国主要的森林草原功能区域之一,也是新疆最大的天然林区。该林区分布密集且连片,其中70%为未开发的原始森林,位列我国六大林区之一。在防火等级上,布尔津、哈巴河和阿勒泰分局属于一级火险区,而福海、富蕴、青河分局以及两河源自然保护区管理局(富蕴、青河分局划定的区域)则属于二级火险区。总体来看,阿山林区的森林防火责任重大,任务繁重,防火形势依然严峻。
三、国内外原始森林雷击火发生概况
(一)国内原始森林雷击火发生概况
我国属于世界上森林资源较为丰富的国家,原始森林面积较为广阔,雷击火的发生概率比较高。近些年来发展的过程中,随着气候变化以及极端天气事件的逐渐增多,雷击火发生频率以及造成的破坏力正在显著增长。例如,在东北、西南地区,这些地区拥有大面积的原始森林,整体气候较为湿润,雷电活动较为频繁,属于雷击火的多发区域。例如,在黑龙江省的东北部、云南省的西南部等地,雷击火的发生频率比较高[3]。以我国阿尔泰地区为例,在全球气候变化及其他多种因素的共同作用下,近年来雷击引起的森林火灾频发。从2005年到2022年,该林区共记录了144起火灾,其中由雷击引发的火灾有82起,占比高达56.94%。在2022年,共发生了7起森林火灾,这些火灾均由雷电触发。
(二)国外原始森林雷击火发生概况
国外原始森林雷击火的发生情况同样严重,北美地区,尤其是加拿大和美国,拥有广阔的原始森林。由于干旱、高温和雷电活动频繁,雷击火在这些国家成为常见的自然灾害。例如,加拿大不列颠哥伦比亚省和美国的加利福尼亚州,雷击火发生频率较高。南美洲的巴西、阿根廷等国家,拥有丰富的原始森林资源。这些地区的气候条件多变,雷电活动频繁,雷击火成为森林火灾的主要成因之一。澳大利亚是全球森林火灾最严重的国家之一,雷击火是其主要火灾类型。由于干旱和高温天气,雷击火在澳大利亚的森林和草原上频繁发生,对生态环境和居民生活造成严重影响。全球范围内,原始森林雷击火的发生与气候变化、干旱、雷电活动等因素密切相关,对生态环境和人类生活构成了严重威胁。因此,加强雷击火监测预警和森林防火工作成为全球森林保护的重要任务。
四、原始森林雷击火特点
(一)雷击火的发生与初期特点
雷击火属于由于雷电直接击中森林可燃物而发生的火灾,在雷击火发生的初期,由于雷电释放的能量相对来说较为巨大,可以瞬间将可燃物加热到燃点温度,进而导致可燃物因此而燃烧。在这一过程中,雷击火一般处于伪燃状态,火势较小,并且气压较低。或者火苗浮在树冠上方,很难及时发现。此时,火势大多数在地表枯落物或者腐殖层当中隐蔽燃烧,形成所谓的潜伏期。由于火势较为隐蔽,瞭望塔以及护林飞机难以及时发现,这也给火灾早期的防控与处理带来了一些困难和影响[4]。
(二)雷击火的防控与影响特点
对于雷击火,防控的难度相对来说比较大,这一问题体现在多方面。首先,雷击火的初期火势较为隐蔽,很难被监测设备及时发现。其次,雷击火的蔓延速度非常快,再加上燃烧面积大,想要精确定位火源起火点较为困难。另外,则是扑救处置较为困难,雷击火由于温度较高,因此燃烧强度较高,火场环境非常复杂,整体扑救难度比较大。最后,则是影响破坏力较大,雷击火对森林生态系统、人类财产、生命安全都将会造成非常严重的威胁与影响。因此,在这一过程中积极加强雷击火的防控工作,提升对雷击火的监测预警能力,可以保障森林资源以及生态安全[5]。
五、原始森林雷击火监测预警目前存在的问题
(一)监测技术不足
由于原始森林的地形环境较为复杂,周围的植被较为茂密,传统的地面监测方式很难实现全面的覆盖与有效的监测,这直接导致监测的范围以及精确度受到了限制与影响。除此之外,现有监测设备在恶劣天气环境下,很容易出现各类故障问题,进而影响监测数据的准确性以及完善性。同时,雷击火监测预警系统缺乏对雷电活动以及森林火灾之间的相关性研究,因此难以准确预测雷击火的发生以及未来发展趋势。
(二)预警信息传递不畅
原始森林雷击火监测预警的另一个问题是预警信息传递不畅,由于通信设施不完善,预警信息在传递过程中容易丢失或延误,导致相关部门和人员无法及时获取预警信息。此外,预警信息的发布渠道单一,公众获取预警信息的渠道有限,难以形成广泛的预警意识。因此,预警信息传递不畅严重影响了雷击火监测预警的效果。
(三)应急处置能力不足
原始森林的地形非常复杂,这导致一旦发生森林火灾,扑救难度也随之快速增加。现有的扑火队伍在人员配置、装备水平、专业技能等方面存在一定的不足与问题,需要进行改进。在人员方面,扑火队伍当中缺乏足够的专业训练以及经验丰富的森林火灾扑救人员,这导致在关键时刻很可能会导致扑救工作的效率因此而降低。在装备方面,由于资金和技术的限制,扑火队伍使用的设备无法满足复杂地形的扑救需求,例如缺乏适用于陡峭山地的灭火工具以及适合浓烟环境下的呼吸器。在技能层面,一些扑火人员对雷击火这一特殊类型火灾的扑救技巧掌握不足,难以识别火势的发展规律。
(四)公众防火意识薄弱
对于原始森林,雷击火的监测预警往往需要公众的监督与管理,但是目前来看,我国公众的防火意识较为薄弱,缺乏对雷击火危害的充分认识与掌握。同时,一些公众在森林活动期间,忽视了防火措施的使用,开展吸烟、野炊等活动,极大的增加了森林火灾发生的风险以及危害。同时,森林防火宣传教育力度不够,一些公众对森林火灾的防火意识以及应急处理能力严重不足,直接导致火灾发生期间难以有效的做好应对与处理。
六、原始森林雷击火监测预警优化策略
(一)加强雷击火监测技术研发
为了有效的应对原始森林当中雷击火的风险以及影响,必须要在雷击火监测领域加大科研方面的投入力度,积极深化基础理论研究以及对关键技术的全面创新,从而将其推动雷击火监测预警技术的全面进步以及发展。在实际开展处理的过程中,首先需要致力于研发新型雷击火监测设备,这些设备需要具备更高的监测精度以及更加广泛的覆盖能力,从而准确的捕捉到雷击火的发生以及出现。其次,通过对卫星遥感技术、无人机巡飞、地面监测网络等先进技术手段的使用,将会打造出一个全方位、立体化的监测体系,确保对原始森林的每一个角落都可以进行无死角的有效监督管控。最后,还需要强化雷击火监测数据的分析水平,使用大数据以及人工智能技术,提升预警的准确性以及时效性,从而实现迅速响应,及时发出预警信息,这将会为森林防火工作提供有力技术支撑。
(二)建立雷击火预警监测体系
依托国家森林草原防灭火信息共享平台,必须要致力于构建一个全国性的重点林区雷击火预警监测体系,以确保森林安全。首先,明确各级预警监测机构的职责分工,建立上下贯通、左右衔接的监测网络,确保了信息传递的顺畅和高效。其次,通过加强预警监测数据的共享机制,实现信息资源的互联互通,为各级机构提供了实时、准确的数据支持。此外,还需要建立健全风险研判、滚动会商和预警发布等关键机制,确保一旦发现雷击火风险,能够迅速进行风险评估,及时召开会商会议,制定应对策略,并迅速发布预警信息,确保相关部门和群众能够及时获得预警,采取必要的预防措施,从而最大限度地减少雷击火对森林资源和生态环境的损害。
(三)提升监测预警能力
为了全面提升森林火灾监测与应对能力,还可以使用多管齐下的策略以及方式,确保重点林区的雷击火监测可以实现全面覆盖以及精确识别。通过综合运用卫星监测、航空巡护、视频监控、塔台瞭望、地面巡查、舆情监测等技术手段,可以实现对雷击火监测的全面覆盖,真正实现不留死角,确保对火灾信息的及时获取与掌握。在火情识别准确率方面,可以使用人工智能、大数据分析等技术手段,对收集到的监测数据进行深度的挖掘以及分析,从而显著提高火情的识别准确率。这种技术的实际应用,不仅可以快速区分雷击火与其他火情,还可以预测火灾的发展趋势,为火灾防控提供依据。
(四)强化部门协作与应急响应
开展雷击火预防的过程中,还需要积极着力于跨部门的协作以及配合交流。通过在这一过程中积极加强林业、气象、消防、应急等相关部门的紧密合作与交流,可以形成一个协同作战的强大网络体系,共同应对雷击火带来的挑战以及威胁。在这一基础上,还需要不断的完善应急响应工作机制,建立起针对雷击火问题的应急处理预案。在这一预案当中,明确各级政府、相关部门、企事业单位在火灾发生期间必须要承担的职责以及义务,确保火灾发生之后,各个部门可以快速启动应急响应处理程序,使用更高的效率来进行火灾的扑救以及后续的防控处理。另外,还需要积极引导群众参与到森林草原防灭火工作当中,让更多的人可以了解火灾的危害,积极掌握基本的防火以及自救技能。
结束语:
随着科学技术的不断进步以及社会对生态环境保护的日益重视,原始森林雷击火监测与预警技术现如今已经取得了显著的发展和提升。原始森林雷击火,由于其突发性较强、难以预测、破坏力巨大,因此成为森林防火工作的一项重要挑战。然而,在实际监测预警的过程中可以发现,只要充分了解雷击火的特点,结合现代化科学技术手段,将会有效提升监测预警的基本能力,更好的避免原始森林火灾的发生与出现。
参考文献:
[1]张念慈,刘迪,刘广菊.大兴安岭地区森林雷击火灾爆发机理与风险评估研究[J].森林防火,2023,41(04):16-20.
[2]杨松,吴思含,石洋,宫大鹏.我国雷击森林火灾发生规律及防控对策[J].森林防火,2023,41(03):26-31.
[3]张琨,卜俊伟,张远扬.雷击森林火灾烟流污染含量动态监测方法研究[J].环境科学与管理,2023,48(11):104-109.
[4]司莉青,王明玉,陈锋,舒立福,赵凤君,李伟克.雷电分布特征与雷击森林火预警[J].林业科学,2023,59(10):1-8.
[5]张念慈,刘迪,刘广菊.大兴安岭呼中林区雷击火发生机制与火环境研究[J].现代农业研究,2023,29(10):94-97.
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