森林火险天气等级预报方法的研究

森林火险天气等级预报方法的研究

周琪胜

国家林业局北方航空护林总站哈尔滨市

摘要:由于森林资源质量下降以及一些人为因素的影响，森林火灾出现的频率越来越高，这种现象不但严重的破坏了生态环境，还会在一定程度上给国家带来负面影响。近年来，国家相关部门不断加强对森林火灾的关注度，并对森林火险天气等级方面的内容进行了深入的研究，以此来降低森林火灾出现的频率，为宝贵的森林资源增添一层保护伞。本篇文章就森林火险天气等级预报方法研究方面的内容展开论述，并提出了一些不成熟的观点，希望能对森林资源的保护有所帮助。

关键词:森林火险；天气等级；预报

病害、虫害和火灾都会严重的破坏森林资源，但是火灾对森林资源的破坏程度最大，给社会造成的负面影响也是最严重的。如果当森林火灾发生的时候，抢险团队没有选择适当的方法进行灭火，那么不仅会给生态环境造成破坏，还会在很大程度上给人们的生命安全带来威胁。引发森林火灾出现的原因有很多，但是人为因素和天气因素是最主要的原因，而且具有明显的突发性，影响范围也比较广。所以，森林火险天气等级预报便成为了预防森林火灾最重要的武器。如何有效的利用森林火险天气等级预报系统预防森林火灾，也成为了国家相关部门需要考虑的问题。

一、森林火险气象指标

大量研究表明，森林火险与气象条件是密切相关的。为进一步说明森林火险与气象条件的密切关系，在分析了寿宁县2001年―2006年森林火灾和气象资料后，确定四个气象因子，即每日14时相对湿度、日降水量、日蒸发量、日较差温度。

空气相对湿度能影响森林火灾的发生和发展。一般情况下，当相对湿度大于70％时，不易发生火灾；但如果长期未下雨，即使短期内相对湿度达80％PAA，也可能发生火灾；相对湿度在50％―70％时，可能发生火灾；小于50％时，可发生大火灾，若小于35％!时，发生特大火灾的可能性就更大。森林火灾发生的次数与降水最和降水日数有很好的对应关系，在降水偏少的月份发生的次数也较多；连续无降水达3天以上，发生森林火灾的可能性较大，日降水量在2―5毫米时，因为有了降水的滋润，降低了林区的燃烧性，仍有可能发生火灾，但机率不是很高；大于5毫米时，林区地面可燃物和树枝等吸收了较多的水分，有的甚至达到饱和状态，不易发生火灾。蒸发量和气温日较差与森林火灾也有密切的关系。气温较高，日较差7～13℃，日蒸发量3―5毫米，能引发火灾；气温很高，日较差达13℃以上，日蒸发时超过5毫米，极易发生火灾。因此，气温越高，日较差越大，蒸发作用越强，越容易引发森林火灾。此外，风也是森林火灾扩大蔓延的重要因素，它不仅能把枯树、落叶吹干，有助于燃烧，同时还使小火扩大，并能使死灰复燃。看看各起火灾的规模与风的关系，则可知风越强越易发生大火，大规模的火灾也都是因风蔓延的。

二、森林火险天气等级预报方法

森林生态系统是陆地自然生态系统中最大的生态系统，它在整个自然界的动态平衡中具有重要的作用。同时森林常受到火灾的破坏性毁灭，森林火灾的发生、发展与气象条件密切相关。近年来林火资料有了一定积累，气象资料密度也不断加大，各种森林火险气象等级预报模型也得到较快的发展。随着我国林业信息化建设的加速推进和信息化水平的全面提高，森林资源管理精细化、自动化程度越来越高，当前的森林火险天气等级预报已经很难满足基层林业管理部门的需要。目前的预报方法仅限于大范围或区域级的森林火险天气等级预报，对于小范围森林资源小班的森林火险天气等级预报，则缺乏有效的实现方法。

森林火险天气等级预报工作在开展的过程中，需要工作人员在森林中或森林周边收集大量的信息数据，虽然这些工作枯燥、乏味，任务量也比较巨大，但是对森林火灾的控制却有着重要的意义，所以相关部门一定要注重对信息数据收集、计算、整理工作的重视，这样才能为森林火灾防范工作奠定良好的基础。

1、温度、湿度、降雨量的计算

要想让森林火险天气等级预报发挥出真正的价值，首先需要根据森林资源的整体情况，对其温度、湿度和降雨量等数据进行计算，这为这些元素不仅是判断森林情况的真实反映，更是制定森林火灾预防措施重要的参考依据。以某模型为案例。工作人员在进行相关数据测量的时候，如森林所在的海拔高度、经纬度、等雨量线等，会先对这些数据进行准确的记录，然后在将这些数据按照某模型的模拟原理进行相对应的计算，最后得出森林区域相应的温度、湿度和日照时间等信息。当这些信息统计完成后，相关工作人员会结合这些数据，对森林火灾的预防措施进行进一步的调整，并通过森林火险天气等级预报系统来对后续的观察工作展开研究。

首先，建立气象监测点的信息配置表单，内容包括输入数据工作表名称、输出数据工作表名称、输入数据数量、是否输入露点温度、湿度输出类型、监测点海拔、监测点年平均雨量值、监测数据时间、监测点最高温度、监测点最低温度、监测点降雨量、监测点露点温度。然后，建立输入数据EXCEL表单，每行一个数据，包括经纬度、海拔、坡度、坡向、等雨量线等信息。输入文件以二类数据和DEM数据为基础，通过空间分析计算获得。经纬度信息通过计算中心坐标获得，海拔、坡度和坡向信息通过应用边界和DEM数据计算区域平均值获得。最后，编写程序，调用MTCLIM模型中温度与湿度的计算函数，计算待预测温度、湿度等信息，并以EXCEL输出，从而实现了温湿度等信息的统一计算。

2、风速计算

本研究采用WindNinja软件实现森林资源区域风速的计算。软件的输入包括监测点的位置、风速和风向、DEM数据、植被状况、输出风速和风向的高度、输出网格大小，计算结果为试验区风速和风向网格点。以网格点数据为基础就可以计算平均风速。计算方法是将WindNinja软件风速模拟结果与多边形数据进行区域平均值计算，即可得到平均风速值。WindNinja模型用表面热通量、至山脊顶部或山谷底部的距离、坡度角、表面和夹带的阻力参数等来计算地形风，采用基于数字高程模型的单点风场模拟。模拟算法根据已知点的风速信息对整个区域进行模拟外推，适合于林业管理部门对气象观测点稀少的山地风场的模拟。软件需要的输入数据有:建模区的高程数据、起主导作用的初始风速和风向数据、主要植物类型数据，输出风场的高度。

三、结束语

森林火险天气等级预报对森林火灾的预防工作有着深远的意义，就目前森林火险天气等级预报发展的状况来看，与过去相比已经有了明显的改善与进步。虽然在近几年的发展过程中，国家相关部门将很多先进的技术手段和预防理念应用到了森林火险天气等级预报工作中，但是根本上的问题还是得不到解决，尤其是一些人为因素引发的森林火灾，更是具有很强的不确定性。所以，要想从根本上解决问题，就需要人们提高保护环境的意识。当野外郊游的时候，不要将容易引发森林火灾的物件随便丢弃在森林中，如烟头、水瓶等。只有人们从一点一滴做起，才会为森林资源的安全提供保障。

参考文献:

[1]传感网环境下事件驱动的林火动态观测方法研究[D].范明虎.武汉大学2013

[2]基于可变模糊集的长株潭森林火险区划[D].林强.中南林业科技大学2015

[3]大理州森林火险天气预报方法[J].周明昆,王永平,高月忠.江苏林业科技.2012(06)