森林火险等级预报应用研究
森林防火监测预警气象服务网技术研究与推广
络、 各级 政府 信 息 网及 防火信 息 网等 网络相 互联 通 ， 保证
各 系统 间信息流 畅 ， 形成一 个覆盖 全区 的森 林火险监 测预 警 及气 象服 务 系统 。 推广 工作 中， 在 气象 部 门负 责完成 系 统设 计 、 信息采集 、 林火 险等级 预报 、 森 预警及 森林火灾 卫 星监 测 、 网发 布等 工作 ； 业 主管 部 门和广 大 防火 员认 上 林 真 落 实 防火工 作责 任 ， 同开 展培 训 ， 共 使有 关人 员 能熟练
此， 森林 防火监 测预警 气 象服 务技 术研 究 与推 广 ＿作就 尤为重要 。 Ｔ － 通过 气 象卫 星遥感监 测 资料 、 气象要素 监测 资 料 ， 时掌握 天 气变化 ， 测森林 火险等 级， 及 预 开展 防火知识 宣传 ， 高 了防火工作 的科技 内涵 ， 提 森林 火 灾受 害率 下
畅、 时， 及 防火 指挥工作 的针 对性和时效性 大大加强 。 １２开 展森林火险等级 预报 业务 ． 根据历 史上森林火灾个 例和气温 、 湿度 、 降水 和风速等 气象 条件分析 ， 定森林 防火期 易发森林 火 险的气象 条件 确
《 林火 险监测 预 警气 象 服务 网 》 森 与林 业部 门现 有 网
使用 各类防火信 息。
及火 险等级划 分标准 。 日根据 实时气象 资料 和最新天 气 每 预报 ， 布火 险 等级 预报产 品 ， 对重 要火 情 预警信 息进 发 并
安排 、 总结报告 等 内容 ， 自动气象 站 、 卫星 云图等天气 实况
断创新 与 改进 ； 深入 研究分 析 森林 火灾 历史 个例 ， 合 当 结 地 森 林 火灾 的具 体特 点 ， 制定 了适合 本 地 的火 险 等级 标
基于MODIS数据的火险潜在指数(FPI)及其应用研究
（ ．烟 台市 国土资源 局 ， 台 ２４ ０ ； ．中南大 学地 学 与环境工 程 学院 ， 沙 １ 烟 ６０３ ２ 长 ４０ ８ ） １０ ３
摘 要 ： 、 可 燃 物 含 水 率 大 小 决 定 森 林 点 燃 的难 易 度 ， 判 断 林 火 能 否 发生 、 行 林 火 预报 的重 要 因 子 。本 文 应 死 活 是 进
数、 植被绿度 ） 并将获得的 ２０ ， ０ ４年 ｌ ０月黑龙江省和 ２０ ０ ８年 ３月南方几省 的气象 、 植被数 据输入 Ｆ Ｉ Ｐ 模型 ， 得到火
险指数和火险等级划分 。实践证明 ， 应用该模型能够提高火险在时间和地理 分布上的预报 能力及预 防技术。
关键词 ： ＤＳ 火险潜在指数 （ Ｐ ） ＭＯ Ｉ ； Ｆ Ｉ ；相对 湿度 ； 大气温度
得） 。具 体流程 如 图 １ 示 。 所
收 稿 日期 ： ０ ８— ３—０ ２０ ０ ３；修 订 日期 ： ０ ８—０ ２０ ４—１ ４
重庆维普
及植被绿 度 等火 险预 报 因子 的变 化 趋 势 ， 用美 国 利
Ｆ Ｉ 险预测模 型对 我 国火险进 行预报 应用 研究 。 Ｐ火
（ ＭＣ Ｏ Ｒ） ％ ） 水 分 消 失 量 比； 为植 被 覆 盖 Ｆ ＩＨ （ 和
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特点 ， 获取 火灾前 与火 灾相关 的地表 温度 、 相对 湿度
式 中 ，ＭＣ Ｏ Ｒ 为 １ Ｆ ＩＨ ０ ｈ时滞 死 可 燃 物 湿 度
雷击火起火原因及预测预报研究综述
雷击火起火原因及预测预报研究综述杨淑香1，包兴华1，吴宏伟1，林聪1，伊伯乐2（1.内蒙古呼伦贝尔市气象局，内蒙古海拉尔021008；2.内蒙古农业大学，内蒙古呼和浩特010051）收稿日期：2020-09-24作者简介：杨淑香（1980—），女，硕士，高级工程师，主要从事气象为林业服务研究工作。
摘要：随着气候的逐渐变暖，雷击火是最为重要的自然火源。
如何减少雷击火的发生和由此引发的森林火灾对社会造成的巨大损失，是目前迫切需要解决的问题。
从雷击火与云地闪的关系、雷击火的发生环境、与干旱的关系和与气象条件的关系方面阐述了雷击火的起火原因，并对雷击火火灾的发生规律和预测预报模型进行了综述，最后提出了雷击火下一步研究展望，以期为雷击火研究提供理论研究基础。
关键词：雷击火；起火原因；预测预报；云地闪中图分类号：S762.1文献标志码：A随着全球气温的逐渐升高，闪电次数增多，干雷暴导致的雷击火时有发生。
尤其是春末夏初，天气炎热干燥，闪电往往伴随着降水，但是当降水不能到达地面，或只有少部分雨水能到达地面，而雨量太小不能熄灭闪电引起的火源时，就会极易发生森林火灾。
雷击引发的火灾与闪电发生位置处的气象条件息息相关，比如温度、降水、湿度、风速等。
还与植被状况有关，可燃物的种类、分布、含水率、尺度等。
21世纪以来，森林雷击火频发对森林、社会、人类带来巨大的负面影响和经济损失。
据统计，我国的雷击火主要发生在大兴安岭林区和新疆阿尔泰山地区[1]，大兴安岭林区雷击火发生次数约占总森林火灾次数的38%以上，且逐年呈上升态势[2-3]。
由于雷击火的起火原因复杂、多变，因此如何及时、有效地预测预报雷击火的发生一直是个世界难题。
目前，国内通常选择气象、可燃物、地形等决策因子进行分析，建立的雷击火的预报模型。
国外主要运用火险天气系统中可燃物干旱码（DC ）等为初始因子进行分析[4]。
可见，研究区域不同，选择的初始因子不同，结论也不同。
中国森林火灾研究综述
中国森林火灾研究综述一、本文概述森林火灾，作为一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害，对我国的生态安全、经济发展以及人民生命财产安全构成了严重威胁。
因此，深入研究森林火灾的成因、规律、预防及应对措施，对于提升我国森林火灾防控能力，保护森林资源，维护生态平衡，具有重要的理论和现实意义。
本文旨在全面综述中国森林火灾研究的现状、进展及存在问题，以期为森林火灾的科学防控提供理论支撑和实践指导。
本文首先回顾了我国森林火灾的历史演变和现状，分析了森林火灾的成因、特点和危害。
接着，重点综述了森林火灾监测预警、林火行为模拟、林火生态效应、林火防治技术等方面的研究进展，并对现有研究成果进行了评价。
指出了当前森林火灾研究中存在的问题和不足，如研究手段单基础理论薄弱、技术应用不足等。
在此基础上，本文提出了未来森林火灾研究的方向和重点，包括加强森林火灾监测预警技术研发、深化林火行为模拟和生态效应研究、推动林火防治技术创新与应用等。
本文强调了跨学科合作和综合治理在森林火灾防控中的重要性，并展望了我国森林火灾研究的未来发展前景。
二、中国森林火灾的成因与特点中国作为一个地域广阔、地形复杂、气候多样的国家，森林火灾的成因和特点具有其独特性。
在成因方面，中国森林火灾的发生主要受到自然因素和人为因素的双重影响。
自然因素中，气候条件是主导因素，如极端高温、干旱、大风等天气条件容易导致森林火灾的发生。
地形地貌、植被类型等自然地理条件也对森林火灾的发生和蔓延具有重要影响。
人为因素中，农业活动、林业生产、居民生活等是主要的火源来源，如农事用火、烧荒、烧炭等不当行为常引发森林火灾。
旅游活动、野外露营等人为活动也可能导致森林火灾的发生。
在特点方面，中国森林火灾具有发生频率高、范围广、危害大等特点。
由于中国森林资源丰富，分布广泛，森林火灾的发生频率相对较高。
森林火灾的发生范围广泛，不仅发生在东部沿海地区，也发生在西部内陆地区，甚至在一些高山峡谷、原始森林等偏远地区也时有发生。
国外森林火险天气预测预报方法探析
国外森林火险天气预测预报方法探析黄宝华;孙治军;史淑一;马玉强【摘要】林火是国际减灾战略的一项重要工作,也是生物多样性、全球气候变化和全球可持续发展的重要组成部分,森林火灾是对森林健康影响最大的自然因素之一.阐述了当前林业发达国家美国、加拿大、欧洲等国的森林火险天气预报预测模型,分析他们的特点,为我国林火预报预测模型的建立提供借鉴.【期刊名称】《哈尔滨师范大学自然科学学报》【年(卷),期】2012(028)006【总页数】5页(P83-87)【关键词】Angstrom指数;FMI;Nesterov指数;WBKZ-M68;Thornthwaite指数;FWI【作者】黄宝华;孙治军;史淑一;马玉强【作者单位】中科院烟台海岸带研究所;中国农业大学;烟台市地理信息中心;中国农业大学;中科院烟台海岸带研究所;中科院烟台海岸带研究所【正文语种】中文0 引言森林是地球生态系统的主要组成部分，是人类赖以生存的基础资源，起着保护水资源和调节生态平衡的重要作用.然而森林每年都会遭受到不同程度的火灾侵袭，森林火灾不仅会破坏林中植被覆盖度和碳元素的储备量，改变大气成分，严重时还将导致林中植被结构和生物物种的改变，对社会经济、人类的身体健康和生命安全会产生不良影响［］.因此对于如何预测、防治或减少森林火灾的危害，成为许多学科领域共同关注的科学任务.伴随着以计算机为代表的高新技术迅猛发展，特别是3 s技术的发展，在世界范围内，火险等级的应用已成为越来越多的有林国家林火管理的有力工具.国际上许多的林火研究工作者，从实验室到现场观测做出了大量的工作.它们通过不同的途径和方法，摸索到许多规律性的东西，获得许多有实用价值的宝贵经验，取得了可喜的成绩，林火预报的研究和应用在西方发达国家至少要比中国早30年.我国目前林火预报无论是从研究角度还是从应用角度都与美国、加拿大等国有很大差距［2］.为了今后更好地开展我国的林火研究工作，特别是林火天气预测预报，特总结和比较一下世界各主要国家森林火险天气等级系统研究的方法和特点.汲取精华，借鉴利用，在他们研究的基础上建立和发展具有中国特色的林火天气预报系统.1 林火预报预测林火预报预测是综合气象要素、地形、可燃物的干湿程度、可燃物类型特点和火源等，对森林可燃物的燃烧危险性进行分析预测，天气预报的准确性直接影响林火预报的准确性.林火预报预测一般分为3种:即火险天气预报、林火发生预报和林火行为预报.林火预报还可分为短期预报(2 d以内)、中期(3～7 d)和长期(7 d以上)预报预测.森林火险等级预报，仅预测预报天气条件能否引起火灾的可能性.林火发生预报则综合考虑天气变化、可燃物干湿度变化和可燃物类型及火源出现的危险等，来预测预报火灾发生的可能性.林火行为预报是火灾发生后，预测林火蔓延速度、能量释放、火强度以及扑火难易程度.森林火险，即森林火灾危险度，是对某林区起火的可能性大小、火灾的蔓延速度以及人类控制火灾的难易程度的总体评价.森林火险反映的是一种大范围的、潜在的危险度，其量值的高低通常可用数值的方式，即森林火险指数直观地表达.在可能引起区域性火险高低的诸多因子中，气象条件一直被认为是最主要的因素之一.首先，气象条件可对森林中可燃物的易燃特性产生很大影响，高温、低湿、多风的气象条件会使森林中可燃物的含水率明显降低、易燃性显著增大.重大、特大森林火灾通常都发生在长期干旱的气候背景下.其次，风速和风向直接决定了火灾的传播方向、蔓延速度和扑灭的难易程度.2 火险预报模型2.1 Angstrom 指数现应用于斯堪的纳维亚部分地区的瑞典火险等级系统称为 Angstrom指标［3］.Angstrom指数是一个非常简单的火灾危险指数，它只用温度和相对湿度来计算，公式如下:其中:Ⅰ为火险指标;R为相对湿度(%);T为空气温度(℃).表1中指标小值表示的火险等级高，但该指标忽视了降雨和风的影响，没有准确的反映出相对湿度、温度、可燃物含水量之间的相互关系，它的主要优点是简便. 表1 Angstrom火险等级划分火险等级指标描述1Ⅰ＞ 4.0不可能发生火灾2 2.5 ＜Ⅰ＜4.0 不利于火烧条件3 2.0 ＜Ⅰ＜2.5 有利于火烧条件4Ⅰ＜ 2.0火灾很容易发生2.2 FMI指数［4-5］该模型结构简单，但研究显示其和可燃物水分指标有较好的关联性，公式如下:其中:R为相对空气湿度，T为温度.像Angstrom指数一样，值越小火险等级越高，值阈范围是0-30，没有火险等级划分.2.3 Nesterov指数俄罗斯火险指数称为Nesterov［6-8］指数，该指数是一个累积值，实际值累积增加到一定量的降雨量为置零值，再重新累加.见表2.它考虑到温度、相对湿度和降雨对细小可燃物的影响.该指标以3 mm降雨量为置0值，但通常用4 mm的降水量来计算.干燥可燃物的估计与假设的干燥速率是相关的，因此需要考虑蒸汽饱和露点，但露点不能直接获取，而是由两个计算公式推导出.用饱和蒸气压来计算露点，通过由Murray公式计算饱和蒸气压:由饱和蒸气压来计算露点:然后计算Nesterov指数V为饱和蒸汽压，D为露点，R为相对湿度，T为温度，P为Nesterov指数，W 为降雨天数＞4mm.表2 Nesterov火险等级没有火险301＜ Nest＜1000 低火险1001＜ Nest＜4000 中度火险4001＜ Nest＜10000 高火险Nest＞10000指标描述Nest＜300非常高火险2.4 WBKZ-M68［9］该指标用在德国北部，东部，它的建立是为了改进纯松林火险预报.该指数的基础与Nesterov指标非常相似，可以说是它的改进版.它利用每天积累温度和水汽饱和度计算火灾指标，并用植被和降雨来修正.V为蒸气饱和度;T为温度.使用雨量和植被的物候期两个因子进行修正(见表3、表4).它的修正计算开始于2月15日，运行结束时间为9月30日.奥地利地区通常用开始于3月结束于10月中旬长时间的雪覆盖修正该公式.表5为火险等级.表3 雨量修正修正0 ＜1雨量/mm没有1 1-4.9 昨天WBKZ/2加上今天的WBKZ 2 5-9.9 昨天WBKZ/4加上今天的WBKZ 3 10-19.9 加上今天的WBKZ=0加上今天的WBKZ 4 ≥20 加上今天的WBKZ=0三天后雨WBKZ/2表4 植被物候期修正1 从开始计算开始到第一个生长阶段桦树(绿叶) WBKZ*3 2 雨大于＞5 mm在洋槐生长阶段开始 WBKZ*2 3 早期开始:第一雨量＞5mm WBKZ/2表5 WBKZ-M68火险等级划分等级 WBKZ 描述1 501-2000低2 2001-4000 中3 4001-7000 高4＞7000极高2.5 Thornthwaite指数潜在蒸散量(PET)被定义为有足够的水份那么就可以发生大量蒸发.潜在意味着水赤字平衡，它是用主要为特征的地形和水情.作为日常火险预报不能使用，因为它使用月平均温度和年总降水量计算.现在只计算火灾季节的每月的PET 值［10-11］只计算每月PET值如果每月平均温度＞0.Ep，mon为月潜在蒸发，Tmon为月平均气温，I为年热指数，a为经验系数，CLat为纬度校正因子.2.6 澳大利亚森林火险1967年麦克阿瑟研制出森林火险尺，1973年修正后定型为现在澳大利亚普遍应用的林火预报方法.森林火险预报通过森林火险尺实现.用以计算火险指标的因素有:雨后天数、降雨量、干旱因子、相对湿度、温度、风速、可燃物负荷量.澳大利亚火险预报系统是经过800多次野外点火试验建立起来的，因此有坚实的野外场试验基础，但只适用于较单一的可燃物类型(桉树林)该系统突出了火行为定量输出预报，这是其他系统所不具备的.输出的定量火行为参数有林火蔓延速度、火线强度、飞火距离和是否发生树冠火.火险指标采用如下数学模型计算:式中F为火险指标;T为空气温度(℃);H为空气相对湿度(%).式中:θ 为坡度(°).火焰长度H(m)为:式中S为飞火距璃(km);W为可燃物负荷量(t/has).干旱因子:式中 D为干旱因子(无量纲);I为干旱指标(mm);N为雨后天数;P为降雨量.火险指标F取值0-100.通常F值越大，越危险(见表6).表6 澳大利亚火险等级划分Ⅰ级低火险指标＜6Ⅱ级中火险指标5～12Ⅲ级高火险指标12～24Ⅳ级很高火险指标24～50Ⅴ级极高火险指标＞502.7 加拿大火险等级系统(CFFDRS)加拿大林务局于1968年提出以模型的形式研究国家级林火预报系统.加拿大森林火险系统(CFFDRS)由四个子系统构成(如图1所示)，火险天气指标子系统(FWⅠ)，火行为子系统(FBP)，火发生子系统(FOP)和火灾负荷子系统.图1 CFFDRS系统结构图加拿大火险天气指标系统［12-13］由六部分组成:三个基本码，二个中间指标和一个最终指标.其各部分组成的关系.三个初始组合(湿度码)，反映三种不同变干湿度的可燃物的含水率大小，两个中间组合分别反映蔓延速度和燃烧可能消耗的可燃物量.系统只需输入每天中午空气温度、相对湿度、风速和前24 h降水量的观测值即可运行.(1)细小可燃物湿度码(FFMC)反映的是林中细小可燃物和表层枯枝落叶含水率变化.其代表的可燃物为:枯枝落叶层1～2 cm厚，负荷量为5 t/ha左右.细小可燃物湿度码对空气湿度反映效果.其取值范围为(0～99).(2)干旱码(DC)干旱码反映深层可燃物含水率.这一层土壤10～20 cm，结构比较紧密，负荷量约为440 t/ha.其水分变化最迟缓，往往随季节变化.开始设计时以土壤中水分状况来表示，通过研究得到:其水分损失按指数关系变化，所以也很适用于代表某些粗大可燃物，如倒木等.(3)初始蔓延指标(ⅠSⅠ)初始蔓延指标(ⅠSⅠ)是加拿大火险天气指标系统的一个中间指标，由细小可燃物湿度码和风速共同决定，能表示在可燃物数量不变情况下林火蔓延速度，它也是加拿大林火预报系统的一个子系统中林火蔓延模型的最基本参数.ⅠSⅠ的计算是由细小可燃物函数和风函数的结合来实现的.(4)调整后的枯落物下层湿度码(ADMC)ADMC是枯落物下层湿度码和干旱码的结合.它即能提供DC一个有限的变化权重，又能保持DMC的作用.特别是当DMC 接近0时，DC不影响每天的火险状况.(5)火险天气指标(FWⅠ)火险天气指标(FWⅠ)是由初始蔓延指标和调整后的枯落物下层湿度码(ADMC)的结合而产生的，也是系统的最终指标.其结构如图2所示. 图2 FWⅠ系统结构图3 结论加拿大森林火险系统(FWⅠ)以时滞—平衡含水率理论为基础，将气象条件和可燃物含水率有机地联系起来，通过天气条件的变化计算可燃物含水率的变化，然后再根据不同大小或位置的可燃物含水率确定潜在火险等级，是火行为几个方面的一个好的指示器，而且是用于管理的评价一般火险的最好一种方法.FWⅠ系统的输出结果还用来研究发展其他的模型，如火发生模型、火灾中林冠烧焦的高度和树木的死亡率模型、森林地被物燃烧的厚度模型以及加拿大火灾发生时潜在的燃烧面积.澳大利亚火险等级指标同加拿大系统做法相似，它包括对三种可燃物类型的三个水分含量的测定.观国际林火研究发展趋势，可以看出，只局限于考虑天气因子作为变量是不够的，苏，瑞，德都没有考虑可燃物类型和地形对火的影响，这不能不说是一个很大的缺陷.而加拿大和澳大利亚都已从定性研究发展到定量研究，在试验方法上考虑的因子比较全面，能比较客观地反映出实际情况，这是值得借鉴学习的.参考文献［1］ 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林火预测预报研究综述
内， 火预 测预 报 的应用 已成为越 来越 多的有林 国家林 火管 理 的有力 工 具。 林 林火 预测 预报 从 二十 世纪 ２ Ｏ年代 迄今 ， 已有 ８ Ｏ
余 年 的历 史 ， 世界 各 国发展 很 快。 火预测 预报 分 为火 险天 气预 报 、 在 林 林火 发 生预 报和 林火行 为 预报 。 火预 报研 究 中的关 林
ｉ ｄ ｖｄ ｄ ｉｔ ｒ ａ ｇ ｒ ｒ ｔ ｇ ｆｒ ｃ ｓ ．ｆ ｅ ｏ ｃ ｒｅ ｃ ｏ ｅ ａ ｔａ ｄ ｆ ｅ ａ ｉｒｆ ｒｃ ｓ ｈ ｅ ｒ ｂ ｅ ｔ ａ ｆｒｓ ｉｅ ｓ ｉｉ ｅ ｎｏ ｆ ｄ ｎ ｅ ａｉ ｏ ａ ｔ ｉ ｃ ｕ ｒｎ ｅ ｆｒ ｃ ｓ ｎ ｒ ｂ ｈ ｖｏ ｏ ａ ｔ ｉ ｅ ｎ ｅ ｒ ｉ ｅ ｅ ．Ｔ ｅ ｋ ｙ ｐ ｏ ｌｍ ｈ ｔ ｏ ｔｆ ｅ ｒ
一24万方数据农业网络信息2008年第6期研究与开发3物理方法以物理热力学和动力学原理为基础研究林火燃烧与蔓延过程中的能量的传输化学组分的变化以及火焰的传播和流动等现象控讨林火的燃烧机制蔓延规律与环境条件的关系
维普资讯
《 农业网络信 ｝￣８ ｇ ２ 年第 ６ 期
键 问题 是选 择 主要 的林 火 因子和合 适 的林 火预 测预 报方 法。
关键 词 ： 林火 灾 ； 火研 究 ； 火预 测 预报 ； 火因子 森 林 林 林
中图分类 号 ：１ ６ Ｓ ２ 文 献标识 码 ： Ａ 文 章 编码 ：６ ２ ６ ５ （ ０ ８ ０ － ０ ２ ０ １７ — ２ １ ２ ０ ６ ０ ２ － ５ Ｊ ．
Ａｂｓｒ ｔＦｏ ｓ ｉ Ｓｏ ｅ ｏ ｈ ｓ ｅ ｔ ｔ ｅｄｉａ ｔｒ．Ａ１ ｔｅ ａ ｖ ｎｃ ｄ ｃ ｕ ｔｉ ｓｈ ｖ ｅ ａ ｉｇ ｍｕ ｈ ａ ｔｎｔ ｎ ｔ ｏ ｓ ｔａｃ ： ｒ ｔｆｒ ｉ ｎ ｆｔｅ ｍｏ ｔｄ ｓｒ ｉ ｓ ｓｅ ｓ ｅ ｅ ｕｃ ｖ １ ｈ ｄ ａ ｅ ｏ ｎｒｅ ａ ｅ ｂｅ ｎ ｐ ｙｎ ｃ ｔｅ ｉ ｏｆｒ ｔ ｏ ｅ ｆｒ ｓａ ｃ ．Ｔｈ ｐ ｌａ ｃ ｆｆ ｒｓ ｒ ｏ ｅ ａ ｔｈ ｓ ｂ ｃ ｍｅ ｏ ｒｕ ｏ １ｆ ｓ ｏｕ ｔｉｓ ａ１ｏ ｅ ｈ ｒｄ．Ｔｈ ｏｅ ｔｆｒ ｉｅ ｒ ｅ ｒ ｈ ｅ ｅ ａ ｐ ｉｎ ｅ ｏ ｏｅ ｔｆ ｅ ｆｒ ｃ ｓ ａ ｅ ｏ ｐ ｗｅ ｆ ｌｔｏ ｏ ｍｏ ｔｃ ｎｒｅ ｌ ｖ ｒｔ ｅ ｗｏ ｌ ｉ ｅ ｆｒ ｓ ｅ ｉ ｆｒｃ ｓ ｒｍ ２ ｓ ｔ ｈ ｒｓ ｎ ａ ｌｅ ａ ｅ ｎ ａ ｈｓｏ ｆｏ ｅ ０ ｙ ａ ｓ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｕｉｋｙ ｏ ａ ｔｆｏ １ ０ ｏｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｈ ｓａｒａ ｙ ｂ ｅ ｉｔｒ ｏ ｖ ｒ８ ｅ ， ｎ ｅ ｅｏ ｓｖ ｒ ｑ ｃ ｌ．Ｔｈ ｏ ｅ ｔｆｒ ｏ ｃ ｓｓ ｅ ９ ｙ ｒ ｙ ｅ ｆｒ ｓ ｉｅｆ ｒ ａ ｔ ｅ
闽北林区森林火险等级中期预测方法
１８— ０９年 顺 昌县 森 林 火 灾 资 料 统 计 分 析 ， ９３ ２０ 在 天 ， 森林 火灾 ２ ２天 ，４ 起 的大 样本 资 料研 究 我 ４ ３３ 此 期 间发 生 森 林 火 灾 的有 ２２天 ，６ ６ ３３起 ，其 中 县 森林 火灾 与 气象 因子 间 的关 系 ，结果 表 明森林 １～ ４月 和 ９～１ 发 生 森 林 火 灾 的 有 ２２天 ， 火 灾 发生 的频率 与连 续 无 降水 日数 、４时相 对 湿 ２月 ４ ｌ
３ ３起 ，分 别 占林 火 总 天数 和 总次 数 的 ９ ．％和 度 、 ４ ２ ４ 日蒸 发量 、 气温 日较差 关 系密切 。
９．％。５～８ 主要受 西南 暖湿气 流影 响 ， 平均 ４ ５ 月 月
风 向风 速 与森 林 火 灾 的发 生 关 系 不 十 分 密
降水 量 ２ ３ １ 地 表 植 被 物 湿 润 ， ｍｍ， 同时 植 物 处 在 切 ， 但对火 灾 的蔓延 有着密 切 的关 系 。 风能加 速可
１ 资料与方法
１１ 资 料 ．
森 林火 灾资 料 ，由顺 昌县 森林 防火 指挥 部提
供 的 １８— ０９年 的林火 资料 ； 象资料 ， 昌县 ９ ３ ２０ 气 顺
９ ３ ２０ 山区森林 资源存 在着 火灾 隐患 的严重 威胁 ，是 危 气象局 提 供 的 １８— ０９年逐 日有 关气 象监 测资 料。 害森林 资 源 的突 出问题之 一 。森 林火 灾 的发生 和 ． 蔓延 与气象 因子 相关 联 ，这是森 林火 灾发 生 中的 １２ 森 林火灾 分布特 征
森 林 火 险 指 数 的 计 算 ，按 （ ） 式 计 算 ３０ ， 火发 生 可能 性 ０７ ， 共有 １ ４ 天 ， １ ．％ 林 ．％ ４级 １ ０ １８ — ０ ８ １ ９ ３ ２ ０ 年 ～４月和 ９～１ ２月逐 日共 ６２ ９个 发 生 林火 ３ ９ ６天 ， 占林 火 总 数 １ ．％ ， 火 发 生 可 ５３ 林
《森林火灾遥感监测、蔓延模拟及灾后评估研究》范文
《森林火灾遥感监测、蔓延模拟及灾后评估研究》篇一一、引言森林火灾是造成生态和环境破坏的重大自然灾害之一，对人类社会和自然环境产生深远影响。
随着遥感技术的快速发展，其在森林火灾监测、蔓延模拟及灾后评估等方面发挥着越来越重要的作用。
本文旨在探讨森林火灾的遥感监测技术、蔓延模拟方法和灾后评估体系，以期为森林火灾的防控和灾后恢复提供科学依据。
二、森林火灾遥感监测技术1. 遥感技术概述遥感技术通过获取地表信息，实现对地表的实时监测和动态分析。
在森林火灾监测中，遥感技术能够快速获取火场信息，为火灾的及时发现和处置提供重要支持。
2. 遥感数据源选择森林火灾遥感监测常用的数据源包括卫星遥感数据和无人机遥感数据。
卫星遥感数据具有覆盖范围广、获取速度快等优点，适用于大范围火灾的监测；无人机遥感数据具有分辨率高、灵活性好等优点，适用于火场细节的观测。
3. 遥感监测方法遥感监测方法主要包括目视解译和计算机自动识别。
目视解译需要专业人员对遥感影像进行解读，判断火场位置和范围；计算机自动识别则通过算法对遥感数据进行处理，实现火灾的自动检测和定位。
三、森林火灾蔓延模拟1. 蔓延模型构建森林火灾蔓延受多种因素影响，如气象条件、地形地貌、植被类型等。
通过构建数学模型，可以模拟火灾的蔓延过程和趋势。
常用的蔓延模型包括火势扩散模型、火焰传播模型等。
2. 模拟方法及软件应用模拟方法主要包括数值模拟和物理模拟。
数值模拟通过数学方程描述火灾蔓延过程，具有计算速度快、结果直观等优点；物理模拟则通过实体模型进行实验，结果更加真实但耗时较长。
在软件应用方面，常用的软件包括GIS软件、数值模拟软件等，可以实现火灾蔓延的模拟和预测。
四、森林火灾灾后评估1. 评估指标体系构建灾后评估是对火灾造成的损失进行定量和定性分析的过程。
评估指标体系包括经济损失、生态环境影响、社会影响等方面。
通过构建科学的评估指标体系，可以全面了解火灾造成的损失和影响。
2. 评估方法及技术应用评估方法主要包括现场调查、遥感评估、模型分析等。
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森林火险等级预报应用研究 森林生态系统是保护和改善人类生存环境的重要支柱，具有促进社会经济的发展和调节生态环境的双重作用，但春秋季节频发的森林火灾给环境建设和经济发展带来了很大损失，预测森林火险的发生等級对于森林资源的管理具有重要意义。文章利用Matlab软件，将最高气温、最小相对湿度、最大风速、降水量的逐日气象数据和遥感植被数据输入森林火险天气等级模型，应用于大兴安岭地区，最后利用火灾样本数据检验模型的精度。结果表明，根据matlab森林火险等级预报系统模型可以预测森林地区的火险等级，识别火灾发生概率高的期间和区域，有助于森林管理员的防火措施工作，能够为无人机规划合理的飞行路线提供参考。
标签：森林火险等级预报；气象因素；植被覆盖度 Abstract： Forest ecosystem is an important pillar to protect and improve the living environment of human beings. It has the dual functions of promoting the development of social economy and regulating the ecological environment. But the frequent forest fire in spring and autumn has brought a lot of losses to the environmental construction and economic development. It is of great significance to predict the occurrence grade of forest fire insurance for the management of forest resources. Using Matlab software， the daily meteorological data of maximum temperature， minimum relative humidity， maximum wind speed and precipitation and remote sensing vegetation data are inputted into forest fire danger weather grade model and applied to Daxing’anling area. Finally， the accuracy of the model is tested by the fire sample data. The results show that according to the model of Matlab forest fire danger grade forecast system， the fire danger grade of forest area can be predicted， and the period and area with high probability of fire occurrence can be identified， which is helpful to the fire prevention measures of forest managers. It can provide reference for the UAV to plan a reasonable flight path.
Keywords： forest fire danger grade forecast； meteorological factors； vegetation coverage
引言 森林火灾是指失去人为控制，在林地内自由蔓延和扩展，对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火[1]。我国频繁发生的森林火灾给我国的生态环境和经济发展带来了极大的损失。因此对森林火灾进行积极有效的预防和控制一直以来都是十分重要的研究课题[2]。国内外关于森林火险预报的研究模型有多种，国外有实效湿度法、聂斯切洛夫综合指数法、美国国家火险等级系统、加拿大森林火灾天气指标系统（FWI）和马卡什研究的林火预报的森林火险尺等方法，我国有综合指标法、风速补正综合指标法、双指标法、801火险尺法和全国森林火险天气等级等[3-6]。然而，我国目前的森林火灾预测主要在模型的研究 阶段，缺乏对模型的应用和精度检验，但是对森林火灾预测的需求中，模型应用于实际的预测精度是不容忽视的[8]。
1 实验区和数据 大兴安岭地区位于黑龙江省、内蒙古自治区东北部，地处116°49′-126°38′E，47°1′-53°28′N之间，属寒温带大陆性季风气候。林区地形总体呈东北-西南走向，属浅山丘陵地带，北部、西部和中部高。因地理位置及海拔高度的不同，呈现不同的森林植被类型，具有代表性的有杜鹃落叶松林、越桔落叶松林、杜香落叶松林、草类落叶松林和白桦落叶松林等。
研究中使用的气象数据是中国气象数据网（http：//data.cma.cn）提供的位于大兴安岭地区25个气象站点的逐时日最高温度、日最小相对湿度、最大风速和降水量数据。植被数据是由USGS网提供的250m植被指数产品数据（MOD13Q1）计算得到。
2 森林火险等级预报系统原理和技术 2.1 系统原理 系统依据《中华人民共和国林业行业标准-全国森林火险天气等级》中的森林火险天气指数预测区域火险等级[9]，此模型适用于全国各类林区的森林防火期的火险天气等级评定。火险等级的算法见公式（1）。公式（1）中，HTZ是火险等级，A、B、C、D、E分别代表最高气温、最小相对湿度、最大风速、降水量和植被覆盖度。
3 结果与討论 3.1 大兴安岭地区火险等级 根据2017年5月2日、2017年5月17日在大兴安岭地区不同林场发生火灾期间的气象和植被数据，计算火灾发生前该林场的火险等级。结果如图2，不规则多边形内是发生火灾的林场。
3.2 森林火险等级的影响因素 3.2.1 气温 林火多发生于白天气温最高的时间段，因为气温升高能够改变可燃物的物理性质，使可燃物的温度升高、含水量变小，易接近燃点，林火发生后，高温促使火势更加猛烈。现代的林火预报从两方面来考虑温度作用：可燃物本身温度和土壤温度，共同影响可燃物点燃的难易程度。温度的变幅和累积对林火的发生和蔓延都会产生影响，大火发生会引起气温升高，是区域着火与否的主要指标。 3.2.2 降水 森林火灾预报模型主要使用降水量和降水持续时间，以及降水后的连续干旱天数作为输入。降水量大小直接影响林区可燃物的含水量，可燃物含水量越高，着火率越低；可燃物含水量越低，着火率越高。如果降水量减少，无雨日数较长，森林中的可燃物含水量不断下降，森林火灾发生的可能性和严重性也随之增大。降水是火灾发生、火势蔓延的抑制因子，降水量与森林火灾呈负相关。
3.2.3 相对湿度 空气相对湿度是森林能否燃烧以及林火蔓延速度的重要参数。相对湿度关系到可燃物的着火和火势蔓延，当空气相对湿度小于可燃物含水量的情况下，可燃物的水分就会向外渗透，水分蒸发快，极易燃烧，发生森林火灾的可能性大，并且着火后很容易蔓延。空气湿度对细小可燃物含水率影响最大，对易燃性有重要影响，相对湿度大，细小可燃物水分附着量大，引起火灾的可能性小，反之，引起火灾的可能性大。
3.2.4 风速和植被覆盖度 风是预报中的重要因素，风能够加速可燃物的水分蒸发使可燃物变得易燃，也能带来氧气，增大火势。近地面的风，强烈受地形起伏和局部温度的影响，它不仅能够加速水分蒸发，促使林区植物干燥，加大火灾发生的可能性，而且在森林火灾发生后，风还能使火源得到充分的氧气供应，加快燃烧的速度，变小火为大火。
4 结束语 利用遥感数据和气象数据，森林火险等级的预测综合了影响火灾发生和发展的气象条件和可燃物状态。多个影响因子（日最高气温、日最小相对湿度、降水量、最大风速）的综合作用可以预测火灾发生的危险等级和火灾扩展的严重程度。基于模型对森林火险等级的实时预测，可以使森林保护部门高效快速准确的确定火灾危险高的区域，及时采取防护措施，避免火灾发生。
森林火险等级预警是一项复杂有重要需求的工作，在后期的工作中，我们将引入影响火灾发生的其他因子，例如地形，植被类型等提高火险预测精度，使模型的预测更加准确。
参考文献： [1]舒立福，田晓瑞，寇晓军.林火研究综述（I）-研究热点与进展[J].世界林业研究，2003，16（3）：37～40.
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[4]白尚斌，张晓丽.林火预测预报研究综述[J].森林防火，2008（02）：22-25. [5]Carlson J D， Burgan R E， Engle D M， et al. The Oklahoma Fire Danger Model： An operational tool for mesoscale fire danger tating in Oklahoma[J]. International Journal of Wildland Fire， 2002，11（4）：183～191.
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[7]王金荣，史明昌，姜恩来，等.基于GIS的黑龙江大兴安岭森林雷击火发生概率预测模型[J].安徽农业大学学报，2015，42（05）：769-774.
[8]LY/T 1172-1995.全国森林火险天气等级[S].