“干打雷不下雨”威力有多大?初夏谨防雷击火

随着全球变暖,天气气候事件以及因为气象条件变化引起的自然灾害越来越频繁。初夏已至,我们来谈谈一种春末夏初频发的冷门自然灾害——雷击火。近年来,雷击火引发森林草原火灾占比越来越重,2024年,全国共发生雷击火113起,占去年森林草原火灾起数的38.7%。雷击火是怎么形成的?有什么特征和危害?我们又该如何防控它?
什么是雷击火
雷击火是由雷电引发的森林草原火灾,被称为“天火”。当闪电击中干燥的树木、枯枝落叶或富含油脂的植被时,其核心温度可达30000℃,足以瞬间引燃可燃物。这类火灾多发生在春夏雷暴频发期,尤其是“干打雷不下雨”的特殊天气——闪电释放巨大能量后,雨水尚未落地便已蒸发,留下极度干燥的环境。
诱发雷击火的四大“元凶”
1、干雷暴天气:自然界的“火种发生器”
当积雨云中冰晶与霰粒剧烈碰撞产生电荷,但云底高度超过3000米时,雨水在降落过程中蒸发,形成“干打雷不下雨”的特殊气象。这种天气下,雷电活动强烈,但不伴有降水或有零星降水,地表空气湿度往往低于30%,枯枝落叶含水率降至12%以下(引燃临界值为15%),为雷击火创造最佳点火环境。
2、高可燃物载量:天然的“燃料仓库”
富含油脂的针叶树冠、枯立木以及地表30厘米以上的腐殖质层,形成了立体燃烧体系。当每公顷林区积累超过15吨可燃物,就可能形成有效燃烧。
3、引雷地形:大地的“接闪器”
地形突起处(如山峰、山脊)的电场强度可达平地的3~10倍,显著增加孤立物体(如独立木)的雷击风险,其雷击概率约为林内树木的10~20倍;在山区(如横断山脉),山脊线的雷击密度可达山谷的3~4倍;高海拔岩石裸露区(如山峰)因地表导电性差且电场集中,可能促进上行闪电的发生。
4、特殊闪电特性:能量精准的“点火枪”
引发火灾的闪电需同时满足以下高能量释放特征:
峰值电流>30千安,闪电产生的焦耳热可瞬间碳化树皮并引燃内部树脂。(普通闪电为10~20千安);
持续时间>0.2秒,模拟实验表明,0.2秒的放电可使直径20cm的朽木内部温度升至 400°C(自燃点)。(标准闪电为0.01~ 0.1秒);
后续回击次数≥3次,能量叠加,突破 5×10⁹焦耳,远超引燃典型森林可燃物所需能量(单次回击能量约 10⁸-10⁹焦耳)。
雷击火的特征
1、隐蔽性:约65%的雷击火会经历阴燃阶段,在腐殖质层或树干内部缓慢燃烧数日而不产生明火。这种燃烧每小时仅消耗0.8-1.5千克有机质,释放的一氧化碳浓度远低于人类嗅觉阈值,导致传统瞭望塔和红外监测设备的漏检率高达40%。
2、突发性:当阴燃火遭遇风速>6m/s的气流或空气湿度<25%的干燥环境时,火势会在20分钟内扩大百倍。这种转变源于腐殖质燃烧产生的可燃气体,遇到氧气突然形成“爆燃效应”。
3、立体燃烧:地下火在腐殖层中水平蔓延,深度可达1.2米;地表火沿枯枝落叶层推进,速度达3~5米/分钟;树冠火借助富含油脂的松针形成“火瀑布”。三者叠加产生的立体燃烧,使得传统隔离带因地下火绕行、飞火跨越等因素,防火策略失效率提升70%。
4、时空规律性:76%雷击火集中在5~7月每日14:00-18:00对流最活跃的时段;87%的雷击火发生在海拔800~1500米的山脊区域,其中偃松-落叶松混交林占63%;云对地正极性闪电引发火灾的概率是负闪电的8倍。
5、全球变暖下的强化效应:近10年数据显示,每升高1℃气温,雷击火发生的概率增加12%。气候变暖导致干雷暴频率提升31%,可燃物干燥速率加快40%,雷暴单体闪电次数突破5000次/小时。
雷击火的危害
1、雷击火可瞬间烧毁数千公顷森林,导致珍稀动植物死亡或栖息地丧失。
2、燃烧后地表植被消失,土壤裸露,雨季引发泥石流;水源地灰烬污染,下游水质恶化,威胁人类与生物的用水安全。
3、70%的雷击火发生在无人山区,火情发现滞后,火势蔓延速度达每小时10千米(远超人力奔跑速度),扑救队伍难以抵达。
4、雷击火易引发“树冠火”(火焰高度超30米)和地下火(燃烧深度达2米),扑救中易遭遇爆燃、飞火等危险情况。
5、单次大型雷击火可摧毁价值数十亿元的林木资源,如2022年美国新墨西哥州雷击火烧毁3400平方千米森林,损失超90亿美元。
6、森林恢复需数十年,期间水土治理、物种重引入等成本高昂;火灾释放的二氧化碳加剧气候变化,引发连锁经济损失。
7、火灾导致居民撤离、交通中断、旅游业停滞,引发区域性经济瘫痪。
8、高强度雷击火使土壤有机质碳化,种子库彻底破坏,森林演替停滞,最终退化为灌木或草地,生态功能永久丧失。
防控雷击火,这些要点不容忽视
1、“监视”干雷暴
全国布设网格化雷电监测站,实时捕捉雷电坐标。利用风云卫星监测云顶电场强度,识别“干雷暴”,提前2小时划定雷击火红色警戒区。
2、“消灭”可燃物
每年雷雨季前完成林区地表枯枝、腐叶清理,确保可燃物载量<3吨/公顷,重点区域机械清理效率达20公顷/日。油松、桉树等高危林区外围开辟100米宽防火带,喷洒硅酸盐阻燃剂;山脊线、悬崖等天然屏障处增设20米宽碎石带,阻断树冠火横向扩散。
3、“改造”植被
降低针叶林比例,采用“防火乔木+阻燃灌木+耐火草本”三层结构,压制火焰垂直爬升。
4、智能灭火
雷暴高发期启用载重50千克的灭火无人机,配备红外热成像仪,发现火点后5分钟内投掷超细干粉灭火球,覆盖直径10米火区。在偏远无人区预埋氮气爆破灭火装置,通过卫星信号远程触发,30秒内释放-196℃液氮,瞬间窒息初期火源。
5、“神速”扑救
雷击火高发省份划分200千米×200千米网格,每网格常备2架消防直升机,接警后12分钟内抵达火场。配备高压脉冲水枪、隔热带铺设机等装备;每季度开展地下火定位、爆燃避险等实战演练。
6、社区联防
推广“林火随手拍”App,民众上传火情照片后,AI自动定位并同步至应急平台。林权所有者每年清理可燃物;推行森林火灾责任险。
作者:王元红 天气气候高级工程师、中国气象学会会员、中国作家协会会员
审核:秦文岸 应急管理部上海消防研究所副研究员
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