“干打雷不下雨”威力有多大?初夏謹防雷擊火

隨著全球變暖,天氣氣候事件以及因為氣象條件變化引起的自然災害越來越頻繁。初夏已至,我們來談談一種春末夏初頻發的冷門自然災害——雷擊火。近年來,雷擊火引發森林草原火災佔比越來越重,2024年,全國共發生雷擊火113起,佔去年森林草原火災起數的38.7%。雷擊火是怎麼形成的?有什麼特征和危害?我們又該如何防控它?
什麼是雷擊火
雷擊火是由雷電引發的森林草原火災,被稱為“天火”。當閃電擊中干燥的樹木、枯枝落葉或富含油脂的植被時,其核心溫度可達30000℃,足以瞬間引燃可燃物。這類火災多發生在春夏雷暴頻發期,尤其是“干打雷不下雨”的特殊天氣——閃電釋放巨大能量后,雨水尚未落地便已蒸發,留下極度干燥的環境。
誘發雷擊火的四大“元凶”
1、干雷暴天氣:自然界的“火種發生器”
當積雨雲中冰晶與霰粒劇烈碰撞產生電荷,但雲底高度超過3000米時,雨水在降落過程中蒸發,形成“干打雷不下雨”的特殊氣象。這種天氣下,雷電活動強烈,但不伴有降水或有零星降水,地表空氣濕度往往低於30%,枯枝落葉含水率降至12%以下(引燃臨界值為15%),為雷擊火創造最佳點火環境。
2、高可燃物載量:天然的“燃料倉庫”
富含油脂的針葉樹冠、枯立木以及地表30厘米以上的腐殖質層,形成了立體燃燒體系。當每公頃林區積累超過15噸可燃物,就可能形成有效燃燒。
3、引雷地形:大地的“接閃器”
地形突起處(如山峰、山脊)的電場強度可達平地的3~10倍,顯著增加孤立物體(如獨立木)的雷擊風險,其雷擊概率約為林內樹木的10~20倍﹔在山區(如橫斷山脈),山脊線的雷擊密度可達山谷的3~4倍﹔高海拔岩石裸露區(如山峰)因地表導電性差且電場集中,可能促進上行閃電的發生。
4、特殊閃電特性:能量精准的“點火槍”
引發火災的閃電需同時滿足以下高能量釋放特征:
峰值電流>30千安,閃電產生的焦耳熱可瞬間碳化樹皮並引燃內部樹脂。(普通閃電為10~20千安)﹔
持續時間>0.2秒,模擬實驗表明,0.2秒的放電可使直徑20cm的朽木內部溫度升至 400°C(自燃點)。(標准閃電為0.01~ 0.1秒)﹔
后續回擊次數≧3次,能量疊加,突破 5×10⁹焦耳,遠超引燃典型森林可燃物所需能量(單次回擊能量約 10⁸-10⁹焦耳)。
雷擊火的特征
1、隱蔽性:約65%的雷擊火會經歷陰燃階段,在腐殖質層或樹干內部緩慢燃燒數日而不產生明火。這種燃燒每小時僅消耗0.8-1.5千克有機質,釋放的一氧化碳濃度遠低於人類嗅覺閾值,導致傳統瞭望塔和紅外監測設備的漏檢率高達40%。
2、突發性:當陰燃火遭遇風速>6m/s的氣流或空氣濕度<25%的干燥環境時,火勢會在20分鐘內擴大百倍。這種轉變源於腐殖質燃燒產生的可燃氣體,遇到氧氣突然形成“爆燃效應”。
3、立體燃燒:地下火在腐殖層中水平蔓延,深度可達1.2米﹔地表火沿枯枝落葉層推進,速度達3~5米/分鐘﹔樹冠火借助富含油脂的鬆針形成“火瀑布”。三者疊加產生的立體燃燒,使得傳統隔離帶因地下火繞行、飛火跨越等因素,防火策略失效率提升70%。
4、時空規律性:76%雷擊火集中在5~7月每日14:00-18:00對流最活躍的時段﹔87%的雷擊火發生在海拔800~1500米的山脊區域,其中偃鬆-落葉鬆混交林佔63%﹔雲對地正極性閃電引發火災的概率是負閃電的8倍。
5、全球變暖下的強化效應:近10年數據顯示,每升高1℃氣溫,雷擊火發生的概率增加12%。氣候變暖導致干雷暴頻率提升31%,可燃物干燥速率加快40%,雷暴單體閃電次數突破5000次/小時。
雷擊火的危害
1、雷擊火可瞬間燒毀數千公頃森林,導致珍稀動植物死亡或棲息地喪失。
2、燃燒后地表植被消失,土壤裸露,雨季引發泥石流﹔水源地灰燼污染,下游水質惡化,威脅人類與生物的用水安全。
3、70%的雷擊火發生在無人山區,火情發現滯后,火勢蔓延速度達每小時10千米(遠超人力奔跑速度),扑救隊伍難以抵達。
4、雷擊火易引發“樹冠火”(火焰高度超30米)和地下火(燃燒深度達2米),扑救中易遭遇爆燃、飛火等危險情況。
5、單次大型雷擊火可摧毀價值數十億元的林木資源,如2022年美國新墨西哥州雷擊火燒毀3400平方千米森林,損失超90億美元。
6、森林恢復需數十年,期間水土治理、物種重引入等成本高昂﹔火災釋放的二氧化碳加劇氣候變化,引發連鎖經濟損失。
7、火災導致居民撤離、交通中斷、旅游業停滯,引發區域性經濟癱瘓。
8、高強度雷擊火使土壤有機質碳化,種子庫徹底破壞,森林演替停滯,最終退化為灌木或草地,生態功能永久喪失。
防控雷擊火,這些要點不容忽視
1、“監視”干雷暴
全國布設網格化雷電監測站,實時捕捉雷電坐標。利用風雲衛星監測雲頂電場強度,識別“干雷暴”,提前2小時劃定雷擊火紅色警戒區。
2、“消滅”可燃物
每年雷雨季前完成林區地表枯枝、腐葉清理,確保可燃物載量<3噸/公頃,重點區域機械清理效率達20公頃/日。油鬆、桉樹等高危林區外圍開辟100米寬防火帶,噴洒硅酸鹽阻燃劑﹔山脊線、懸崖等天然屏障處增設20米寬碎石帶,阻斷樹冠火橫向擴散。
3、“改造”植被
降低針葉林比例,採用“防火喬木+阻燃灌木+耐火草本”三層結構,壓制火焰垂直爬升。
4、智能滅火
雷暴高發期啟用載重50千克的滅火無人機,配備紅外熱成像儀,發現火點后5分鐘內投擲超細干粉滅火球,覆蓋直徑10米火區。在偏遠無人區預埋氮氣爆破滅火裝置,通過衛星信號遠程觸發,30秒內釋放-196℃液氮,瞬間窒息初期火源。
5、“神速”扑救
雷擊火高發省份劃分200千米×200千米網格,每網格常備2架消防直升機,接警后12分鐘內抵達火場。配備高壓脈沖水槍、隔熱帶鋪設機等裝備﹔每季度開展地下火定位、爆燃避險等實戰演練。
6、社區聯防
推廣“林火隨手拍”App,民眾上傳火情照片后,AI自動定位並同步至應急平台。林權所有者每年清理可燃物﹔推行森林火災責任險。
作者:王元紅 天氣氣候高級工程師、中國氣象學會會員、中國作家協會會員
審核:秦文岸 應急管理部上海消防研究所副研究員
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