林火蔓延模型及其应用概述

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33-面向物联网智能传感器网络构建林火蔓延模型

面向物联网智能传感器网络构建林火蔓延模型摘要：本文以物联网智能传感器网络概念为背景，从森林可燃物的易燃性与燃烧强度入手，通过量化可燃物被点燃的难易程度以及火势蔓延的传染能力，提出了一种基于地理元胞自动机易于根据火场动态参数修正的林火蔓延模型框架，并对其进行了考虑风力和地形因素影响下的初步扩展。

研究同时结合GIS技术设计实现了蔓延模型计算机模块，使得模型能够应用于具有复杂树种多样性、风因子以及地形起伏影响下的林火蔓延模拟。

模拟实验结果表明，模型适用于仿真分析单因素或多种因素综合作用下的林火蔓延，能够为预测分析火势蔓延趋势，估算火场形状、过火面积、蔓延速度以及优化灭火决策等提供技术支持。

关键词：森林火灾；林火蔓延模型；地理元胞自动机；树种易燃性；燃烧传染性；传感器网络中图分类号：S762 文献标识码：A 文章编号: 1001－7488 (2012) **－***－**Shuai Zhang1; Manchun Li1; Lei Zhang2; Yongxing Wang1; Feixue Li1* . Forest fire spreading Model built from the perspective of the Smart Sensor Web.1. School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing, Jiangsu, 210093, P. R. China;2. Kantuan Forestry Center, Lixin, Anhui, 236742, P. R. ChinaA new mathematical model for predicting the spreading of fire in both homogeneous and inhomogeneous forests is proposed in this paper under the consideration of the Internet of Things. The modelfunctioning with the support of the Smart Sensor Web(a new infrastructure in the Internet of Things), is mainly built on a bi-dimensional geographical cellular automata model from the perspective of forest fuel flammability and the infectiousness of burning cells and can easily incorporate weather conditions and land topography. Some experiments was conducted in the work for the determination of firefronts in a number of hypothetical forests, which were found to be in good agreement with the experience on fire spreading in real forests. Simulation results also suggested that using simulation model as a tool with varying input assumptions is much helpful for developing disaster response strategies and improving forest resource management.Key words: forest fire; forest fire simulation; geo-CA; forest fuel flammability; the Smart Sensor Web森林火灾是一种常见的、极具突发性和破坏性的自然灾害，往往给森林资源、森林生态和人类生命财产带来严重的威胁和损失。

森林救火模型

森林救火模型问题提出：森林失火了，消防队接到报警后应派多少消防队员去救火呢？一、问题分析:派出的队员越多，森林损失越小，但是救援开支会越多，所以需要综合考虑森林的损失费和救援费与队员人数之间的关系，以总费用最少来决定派出队员的数目。

损失费通常正比于森林烧毁面积，而烧毁面积与失火、灭火时间有关，灭火时间又取决于消防队员数目，队员越多，灭火时间越短。

而救援费既与消防队员人数有关，又与灭火时间长短有关。

记失火时刻为0=t ，开始救火时刻为1t t =，设在时刻t 森林烧毁面积为)(t B ，则造成损失的森林烧毁面积为)(2t B ，建模要对函数)(t B 的形式作出合理的简单假设。

研究dt dB 比)(t B 更为直接和方便，dtdB 是单位时间烧毁面积，表示火势蔓延的程度。

在消防队员到达之前，即21t t t ≤≤时，火势越来越大，即dt dB 随t 的增加而增加；开始救火后，即21t t t ≤≤，如果消防队员救火能力足够强，火势会越来越小，即dtdB 应该减小，并且当2t t =时，有0dtdB =。

救援费可以分为两个部分：一部分是灭火材料的损耗和消防队员的薪金等，与队员数量及灭火时间有关；另外一部分是运送队员一次性支出，只与消防队员人数有关。

二、模型假设：1、森林中树木分布均匀，而且火灾是在无风条件下发生的。

2、损失费与森林烧毁面积)(2t B 成正比，比例系数1c 为单位烧毁面积的损失费。

3、从失火到开始救火这段时间（10t t ≤≤）内，火势蔓延程度dtdB 与时间t 成正比，比例系数β为火势蔓延速度，即：4、派出消防队员x 名，开始救火后（1t t ≥），火势蔓延速度降为x λβ-，其中λ为每个队员的平均灭火速度，显然有x λβ<。

因为要扑灭森林大火，灭火速度必须大于火势蔓延速度，否则火势将难以控制。

5、每个消防队员单位时间费用为2c （包括灭火材料的消耗及消防队员的薪金等），救火时间为12t t -；每个队员的一次性支出为3c （运送队员、器材一次性支出）。

森林潜在火险区分析及预警模型研究

森林潜在火险区分析及预警模型研究在全球气候变暖的背景下，森林火灾已成为不可忽视的自然灾害之一。

近年来，我国也频繁发生森林火灾，给生态环境和人们的生命财产带来严重损害。

预防和遏制森林火灾的发生，成为保障生态环境和经济发展的重要措施之一。

森林火险区分析及预警模型研究，能够帮助我们更好地了解森林火险区的特点及其可能发生的情况，为及时采取有效措施提供科学依据。

一、森林火险区的特点森林火险区是指森林林地在天气条件合适的情况下，可能产生火灾的区域。

森林火险区的形成与许多因素相关，如气候因素、地形地貌因素、植被因素等。

气候因素：森林火灾的发生与气象条件是密切相关的。

高温、干旱、低湿度和风等天气条件都能导致森林火灾的发生和蔓延。

在炎热干燥的季节，需要特别注意森林火险等级，加强监测和预警。

地形地貌因素：森林火灾的发生还与地形地貌因素密切相关。

山区、丘陵地带和盆地地带、林下沟壑等地形地貌因素都会增加森林火灾的发生概率。

植被因素：不同类型的植被对火险的影响也有所不同。

草地、灌丛多的地方比较容易发生火灾。

森林内不同树种、树龄、密度等因素，都会对火险产生较大影响。

二、森林火险预警模型的构建森林火险预警模型的构建涉及到许多学科和专业知识，需要综合考虑多种因素，进行定性和定量分析。

森林火险监测：通过对火险因素的监测和分析，可以有效评估森林火险的发生概率。

对于不同的火险因素，可以选择不同的监测方法和设备。

火险等级评估：根据监测数据和分析结果，可以对森林火险等级进行评估。

火险等级评估过程中需要综合考虑多种因素，如天气条件、地形地貌、植被类型等。

火险预警模型：根据火险等级评估结果，可以构建火险预警模型。

模型中需要包含火险等级、预警信号和预警阈值等元素。

当火险等级达到预警阈值时，将会发出相应的警报信息，防止火灾的发生和蔓延。

三、森林火险预警模型的应用森林火险预警模型在实际应用中具有重要价值。

它可以帮助森林管理部门做好森林防火工作，及时采取有效措施，防止森林火灾的发生和蔓延。

Example3.3 野火蔓延模型

3.3 野火蔓延模型野火蔓延模型中，植被被构建为网状栅格单元——离散空间中的智能体。

一个单元的燃烧时间是与其单元内的可燃物数量成比例的。

可燃物数量在模型开始时会被随机生成。

当一个单元燃烧的时候，该单元会点燃临近的单元。

你可以通过点击一个单元来引燃最初的火源。

当然，火源也可以由飞机投下的炸弹点燃——该飞机飞行于与离散空间重叠的二维连续空间。

该模型的目的是为了展示两种不同类型的空间如何联结。

该模型计算速度非常快，因为其没有时间步长，飞机和植被的行为是通过状态图的形式构建。

点击菜单栏：文件——新建——模型模型名称：输入将创建文件名称，此处输入——Wildfire Model位置：点击选择你文件需要保存的位置点击完成，完成模型创建创建智能体：点击左边选项卡——面板——智能体，拖曳到Main编辑界面。

这时会弹出对话框。

◆第一步点击population of agents(智能体群)——下一步◆第二步智能体类型：不使用模板——智能体类名——GridCell，智能体对象名默认为gridCells◆第三步智能体形象选择none，可以后面自行绘制◆第四步直接选择下一步，可以后面自行设定◆第五步设定智能体数量为40000◆第六步选择空间类型离散完成设定回到Main编辑页面，点击空白处，右边出现main的属性选项卡，下拉滚动条，在智能体环境中，设定环境变量列：200行：200宽度：600高度：600布局类型：排列点击GridCell智能体，可以切换到GridCell 的编辑界面，点击左侧面板，演示，双击矩形，可以在中间编辑界面绘制智能体的矩形演示图。

点击矩形，可以设定矩形的属性，坐标，宽度和高度，此处设定为宽：3高：3X：-2Y：-2回到main界面，单击gridcells智能体，查看其属性，点击高级选项单，选择show presentation，使主界面能够显示agent的动画点击左侧工程选项卡，点击simulation，点击右侧属性中的最大可用内存，选择512M，可以增大模型运行计算容量进入Gridcell的编辑界面，点击面板，拖曳参数到编辑界面，修改名称为Fuel回到main的编辑界面，点击面板，拖曳函数到编辑界面，修改名称为makeUpInitialFuel。

山火蔓延的三元非线性模型

对于山林起火时附近村庄开辟防火道的可行性问题，其关键在于求出火势蔓延至村庄的最短时间。

故我们结合实际情形，把火焰传播至村庄所花费时间的情形分为山火在平地上传播和山坡上传播的两种情况考虑结合火焰的传播原理，及立体几何的知识通过机理分析的方法表示出关于传播总时间t的非线性多元函数，建立非线性规划模型，利用MATLAB求出最短时间t，据此判断村民开辟防火道的可行性并对模型做出分析评价和改进。

关键词：多元非线性方程优化模型MATLAB二．问题重述地势平坦的林区中有一高为h，地面半径为r，圆心为o的圆锥形山峰。

距圆心o距离为a处有一村庄A(a>r），AO方向距o为b处的一点B发生火情（b>r），火势向外蔓延，得知B点发生险情的村庄立即构筑防火墙，现已知构筑完成需要时间t，那么村民应该继续构筑防火墙，还是逃离村庄A？二．问题分析要讨论是构筑防火墙还是逃离村庄取决于B点火势以最短时间蔓延至A村的时间与构筑完成防火墙的时间t的大小关系。

若求得的时间大于t，那么就应该逃离村庄，反之，构筑防火墙，故问题转化为在火势燃至A点时间关于不同路径的函数t=f（s）中求t的最小值问题，把t分别分为平地传播时间和山坡上的传播时间。

运用机理分析法，构造关于不同路径与时间的函数，建立简单的优化模型求出最三．模型假设及变量设置1.模型假设1．林区湿度，植被密度相同 2．火在传播过程中没有收到风的影响 3．山体近似认为是圆锥4．村民A 及其防火墙均视为质点 2.变量设置● 村庄位置A ● 火源位置B ● 平坦地面所在平面S● 圆锥形山峰在地面圆心及半径长度分别为O ，r ● 村庄距底面圆心距离a,火源距底面圆心距离b ● 火势在平地上传播的速度0V ● 火势上下山速度分别为21,V V● 火势最快上山的点C 与最早下山的点D 关于底面O 点在S 平面上构成的夹角θ ● ∠COB ∠DOA 分别为2,1θθ● K 表示山火上山时外焰的高温使火势燃烧速率提高的常量因子。

山火发展过程气象学原理介绍以及预测模型建立

山火发展过程气象学原理介绍以及预测模型建立引言：山火是一种破坏性极强的自然灾害，给人们的生命、财产和生态环境带来严重威胁。

了解山火发展过程的气象学原理并建立预测模型，对于预防和减轻山火灾害的影响具有重要意义。

本文将介绍山火发展过程中的气象学原理，并探讨预测模型的建立。

一、山火发展过程气象学原理介绍1. 大气温度和湿度大气温度和湿度是影响山火发展过程的两个重要要素。

在高温和干燥的气候条件下，林木等植被更容易变干，从而提升了山火的蔓延速度和范围。

此外，高温还会导致植物蒸腾加剧，增加了植被的易燃性。

2. 风风向和风速是山火蔓延过程中气象学因素的关键因素之一。

风能够带来新的燃料和氧气，加速山火的蔓延。

风的方向和速度能够影响山火的走势，如在桃花源山火中，因风力和风向的改变，山火蔓延速度加快并朝不同方向扩散。

3. 降水降水是山火发展过程中的重要影响因素之一。

降水有助于抑制山火的蔓延以及降低燃烧的可燃物的温度。

较高的降水量可有效减少植物的干燥程度，减缓山火的传播速度。

相反，干旱的气候条件下缺乏降水，容易导致灾情扩大。

4. 大气稳定层和不稳定层大气的稳定程度对山火的发展也有重要影响。

当大气不稳定时，热气体会以对流的形式快速上升，从而形成云层和降水。

高层不稳定层可以助长山火的蔓延和升腾速度。

而在大气层稳定时，热气体的上升速度减慢，降雨减少，山火蔓延受到限制。

二、山火发展模型的建立为了准确预测山火的蔓延情况，科学家们建立了各种模型。

以下介绍两种常用的山火蔓延模型。

1. Rothermel 模型Rothermel 模型是一种传统的山火蔓延模型，以物质传热为理论基础。

该模型考虑了植被和地表特征对火势的影响，根据植被、湿度和坡度等参数，计算山火蔓延的速度和规模。

该模型常用于大规模山火预测和管理。

2. FARSITE 模型FARSITE 模型是针对复杂地形和天气条件下山火蔓延模拟的一种模型。

该模型基于Rothermel模型，结合了地形、气象、植被和人类活动等因素，通过模拟火焰的延伸来预测山火的蔓延路径和速度。

基于GIS上的林火蔓延预测模型研究

基于GIS上的林火蔓延预测模型研究作者：鲁纯来源：《城市建设理论研究》2013年第28期摘要：文章阐述了基于GIS林火蔓延通用模型构建。

此通用模型是以将融合后的遥感图像的数据来源，根据灰色理论的建模思想，为了更好地给人直观的视觉效果，在ArcGIS中进行了软件二次开发，建立的模型可以预测和判别林火的蔓延趋势及发展范围。

作者通过验算实验地块，对预测的面积与遥感图像的面积进行比较，得到计算面积的相对中误差的绝对值为5.96%。

关键词：林火；GIS；灰色理论；遥感图像中图分类号：S762文献标识码：A一、前言本次研究是将融合后的遥感图像作为林火蔓延模型建立的数据来源，以灰色理论的建模思想，建立的林火蔓延预测模型。

此林火蔓延预测模型不但建模操作简单，可以完成面积等参数的自动计算。

由于建立的过程中，应用灰色理论，以数据为依据来研究事物的内部联系。

将林火蔓延模型建立在数据中，因此简化了建模的难度。

林火蔓延模型是以灰色理论为基础而建立的模型，除去时间是变量，它可称为是指数模型。

由于林火的蔓延就仅和时间有关，因此使用起来会相对简单、方便、实用。

为了提高预测精度，采用灰色理论的新陈代谢原理，每次使用过程都要引入新的信息，剔除旧的信息。

在此次实验中，林火蔓延模型采取对八个方向林火蔓延模拟。

二、林火蔓延模型的通用型的研建在模型的建立中，按照8个方向构建了林火蔓延的时间响应式，计算出来灰色模型的参数a、b后，可以建立灰色模型的时间响应函数。

它的函数式为：1设时间间隔为，约定时间T为林火起火时刻起连续累计的时间，则有：2在时间的计算上，由于起火的具体时刻无法观测，更无法推算。

所以将遥感图像上记录林火蔓延第一幅图像的时间记为整数1，将前面的就记为小于1的时间。

第一幅图像以后的时间计算按照上述公式进行即可。

三、在GIS上林火蔓延实时表达在遥感图像的矢量化的过程中，利用GIS对图像数据进行过处理。

图 1 林火蔓延边界图在利用软件进行矢量化的同时，就可以进行林火蔓延的实时显示处理，即将遥感图像及时地在GIS中以图形的形式显示出来。

林木生长模型及应用

林木生长模型及应用林木的生长对于森林资源的可持续利用和气候变化研究具有重要意义。

为了更好地理解和预测林木的生长过程，科学家们发展了各种生长模型。

本文将介绍林木生长模型的种类及其在林业管理和环境保护中的应用。

一、简介林木生长模型是一种数学模型，通过描述和预测林木的生长和发展过程，帮助我们理解林木生态系统的动态变化。

它可以基于林木的生物学特性、环境因素和管护措施等因素来推测林木的生长轨迹和生态系统的发展趋势。

二、林木生长模型的类型1. 统计模型统计模型是基于大量的观测数据和统计分析方法来建立的。

它通过分析林木的生长数据、环境因素和人为干扰等来研究林木的生长规律。

常见的统计模型有线性回归模型、非线性回归模型和广义线性模型等。

2. 生理生态模型生理生态模型是通过考虑林木的生理过程和生态环境的交互作用来建立的。

它基于对林木生理特性、光合作用、养分吸收和水分利用等过程的理解，预测林木的生长和发展。

典型的生理生态模型有森林动态模型、生理因子模型和光合作用模型等。

3. 过程模型过程模型是在理论基础上建立的，通过描述和模拟林木生长的各个过程来实现对整个林木生命周期的模拟。

它包括了从种子萌发到成年树的整个生长过程，并考虑了气候、土壤和种群动力学等因素。

过程模型能够提供详细的生长轨迹和动态变化，为林业管理和生态保护决策提供重要依据。

三、林木生长模型的应用1. 林业管理林木生长模型可以帮助林业管理者制定合理的抚育措施和采伐计划。

通过模拟林木的生长轨迹，可以预测不同管理干扰下林木的生长响应，并优化森林经营和资源利用。

此外，林木生长模型还可用于评估森林经营的效果和预测林木的稳定产量。

2. 气候变化研究气候变化对林木的生长和分布具有显著影响。

林木生长模型能够模拟林木对气候变化的响应，预测不同气候条件下林木的生长变化和物候期的转变。

这对于评估气候变化对生态系统的影响、制定气候适应策略和保护生态系统具有重要意义。

3. 生态环境保护通过模拟林木的生长过程和生态系统的发展，林木生长模型能够评估不同管护措施对生态环境的影响。

火场蔓延与防控技巧

保持火场内外通信联络畅通，及时传递火势信息和扑救进展情况，以便采取相应的措施。
03
火场蔓延的实例分析
森林火灾蔓延实例
森林火灾蔓延特点
森林火灾蔓延受风速、地形、可燃物湿度等因素影响，蔓延速度快，控制难度大。
实例分析
以美国加利福尼亚山火为例，由于强风和干燥气候条件，火势迅速蔓延至多个山头，造成严重破坏。
火场蔓延与防控技巧
汇报人：可编辑 2024-01-06
目录
• 火场蔓延的基础知识 • 火场防控技巧 • 火场蔓延的实例分析 • 火场防控的案例研究 • 未来火场防控的趋势和展望
01
火场蔓延的基础知识
火场蔓延的原理
01
02
03
燃烧三要素
火场蔓延需要可燃物、氧气和足够的高温，三者缺一不可。
燃烧反应
未来的火场防控策略
预防为主
未来火场防控将更加注重预防措施，如加强森林防火宣传、提高居民安全意识以及强化野外火源管理等。
多部门协同
加强消防、公安、林业、气象等部门之间的协作，建立高效的应急响应机制，确保快速响应和有效处置。
科技引领
加大对新型火场防控技术的研发和应用投入，提高火场防控的科技含量，提升防控效果和救援效率。
燃烧是可燃物与氧气发生化学反应的过程，释放出光和热。
热量传递
火焰通过热辐射、热对流和热传导等方式将热量传递给周围可燃物，引发燃烧。
火场蔓延的方式
水平蔓延
火焰从火源向四周水平扩散，受到风力作用影响较大。
垂直蔓延
火焰通过热对流作用向上蔓延，可燃物在垂直方向上燃烧。
跳跃式蔓延
火焰越过障碍物或缝隙，在可燃物之间跳跃式传播。

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１４９６年Ｆｎ首先提出林火蔓延的数学模型１ｏｓ３１。
地形是紧密相关的。林火蔓延模型就是建立在这
然后，世界上许多其他国家开始建立数学模型进些基础之上的。因此预测一个地区的林火蔓延应建立与之相应的蔓延模型。火蔓延模拟可以用来行火行为的预测模拟和定量分析。自２Ｏ世纪７Ｏ比如研究火蔓延速度有多快、年代以来，增长模型不断得到发展，导致了重现或预测火行为，火也
是外部的传热方式，它们使热量传递到可燃物的火参数相似情况下的火行为，较充分地揭示林火表面，促进林火蔓延，而热传导则是可燃物在其内这种复杂现象的作用规律。它的缺点是这类模型
部的传热方式。林火发生后，热空气会向上运动，周围的冷空气就随着不断补充，因此产生热对流，且火场有部分热能转变为动能，推动热空气上升
等级系统采用加拿大林火蔓延模型。根据加拿大
２林火蔓延模型
火增长模型是基于可燃物燃烧过程中的传热
过程及试验和观测结果建立起来的。与火蔓延相
植被状况，可燃物可划分为５大类：叶林、叶针阔
林、交林、混采伐迹地和草地，细分为ｌ并６个代表林型。通过２０次火观察，９总结出多数可燃物蔓延速度方程。加拿大林火蔓延模型不考虑火行为的
风向。火烧过程中释放的水蒸气改变空气的水分报火险天气，还能定量预报一些重要的火行为参
平衡，水蒸气被带走，蒸汽冷凝结会释放大量的数。但Ｍｃｒｕ模型可适用的可燃物类型比较单但Ａｔｒｈ
潜热
一
，
主要适合较平坦的草地和桉树林。拿大火险加
火增长相关的火行为，作为重要的火管理工具目前在加拿大、美国、澳大利亚等国家得到广泛应
端火行为，包括火蔓延速率、火旋风和对流柱等。火模拟还可以评估火灾影响，如火对生态和水文
可燃物消耗量、树木死亡率、烟雾量与释用。当前，主要地表火模型有美国的基于能量守恒的影响、放率。在多种模型并存的情况下就存在一个模型定律的Ｒｔｅｍｅ模型、加拿大的林火蔓延模型、ｏｒｌｈ每个模型都有一定的局限性。论用何不澳大利亚的Ｍｃｒｕ模型。我国当前的研究主要选择问题。Ａｔｒｈ
关键词：林火；蔓延模型；火模拟软件；罗米修斯（ｒｍｅｅｓ普Ｐｏｔｕ）ｈ
中图分类号：７２３文献标识码：￥６．Ａ
林火蔓延是一种林火行为，是森林可燃物从于促进我国开发出比较实用的林火蔓延模拟软件点燃开始，直至熄灭的整个过程中所表现出来的来提高林火管理的科学性。特性。蔓延速度、强度和火焰高度是火行为的火火
关的热传播方式主要有３，种即热对流、热辐射和
物理本质，而是通过收集、量和分析实际火场和测热传导，中尤以热辐射突出。其热对流和热辐射所模拟实验的数据建立模型。其优点是能方便而形传递的能量主要将火焰前方的可燃物进行预热，象地认识火灾各个过程，能成功地预测出和测试
三个主要定量指标。利用火增长模型可以预测将要发生的林火行为，指导扑火工作以及Ｅ常的林ｌ
１林火模拟及影响因子
林火蔓延是一个复杂的燃烧现象，可以说没
火管理工作，提高扑火效率。火增长模型还可以用
但是，一个地区森林火灾的发于评估林火管理政策，分析采用不同林火管理模有两场相同的林火。生又有一定的规律性，与此地区的植被、这气候和式对生态系统的影响『］ｌ。１２
而在燃烧区的上方出现对流柱。这是一种垂直的
～
不考虑任何热传机制。由于缺乏物理基础，当实际
火情与试验条件不符时，使用统计模型的精度就会降低。最典型的半经验模型是Ｒｔｅｍｌ型，ｏｈｒｅ２年６月第２期
森林防火
ＦＲＥＳＴＦＩＯＲＥＰＲＥＶＥＮＴｌＯＮ
Ｊｅ２Ｏ１ｕｎ２ＮＯ．１
林火蔓延模型及其应用概述
杜建华，田晓瑞
（．１国家林业局森林防火预警监测信息中心，北京１０１０７４；２中国林科院森环森保护研究所，．北京１０９）００１
ＰｏｅｅｓＦｅｔ等林火蔓延模拟软件的出ｒｔｕ和ｉｓｅｍｈｒｉ在哪个方向扩展和产生多少热量等指标。火行为模型还包括地表火是否能转化为树冠火，以及极现与应用。这些软件可以预测未来的火边界和与
物理模型区分了不同的热传机制，并用基本型计算火蔓延速度，但这些模型的尺度太小不能的物理规律和数学物理方法来预报火蔓延速度。与天气模型耦合，因此，流体运动需要采用流体动迄今为止已构造了许多模型，数模型假设：焰力学计算模型缩小到比典型火灾小的尺度上计多火和燃屑的热辐射系数、散系数、度及物理维度算扩温
变化而改变。
平坦地面无风条件下准稳态地表火蔓延速度计算经验模型也称之为统计或随机模型，目前有
称。可燃物特性会随海拔和坡向地形和植被密度模型。
大火还会形成自身的大气条件，也就是说火澳大利亚和加拿大两个经验模型被广泛应用。澳烧产生的热和水汽对大气有反馈作用，形成强风大利亚的ＭＡｔｕ模型主要通过多次点烧实验ｃｒｒｈ来驱动火行为发展。火烧产生的热量会改变大气建立火行为和影响因素的关系，该模型是Ｎｂｏｌｅ的温度和产生强烈的上升气流，它可以改变地表等人对Ｍｃｒｕ火险尺的数学描述。它不仅能预Ａｔｒｈ
杜建华。：火蔓延模型及其应用概述等林
基于能量守恒定律的物理机理模型，以均匀可燃利用直接数值模拟（Ｎ）ＤＳ对与大气模型相关尺度
物为基础，根据林火的热传导方程推导出林火蔓上的野外可燃物全三维的具体处理超出了当前超
延速率。模型主要是从宏观角度来描述火蔓延，该级计算机的计算能力。由于气象模型的技术限制，
减缓可燃物的干燥过程，而风会促进可燃物的干线强度等。燃烧室或风洞试验测定的不同风速和
燥过程。风还可以影响坡度对火的加速作用，例如地形条件的结果校正了Ｆｎ和Ｅｍｎ提出的不ｏｓｍｏｓ
焚风和大风下坡风暴，依地理位置变化有不同名
还是借鉴国外模型。了解当前国际上主要林火蔓延模型和应用软件，吸收和引进先进技术，有助将
种方法，都回避不了对可燃物、天气和地形等因素
的考虑。
基金项目：４项目（０１４５）９８２１＿ — ７和行业专项（００４０）２１００３资助
可燃物和其他可以燃烧的生物质，干燥小枝燃烧
如计算科学的所有模型一样，林火模型需要
速度快而径级大的木头燃烧速度慢。干燥的可燃平衡可靠性、据的获取和计算速度等因素。火数林
物比潮湿的可燃物更容易被点燃。影响火增长的蔓延模型的复杂性变化很大，从简单的因果关系地形因素包括坡向和坡度。在峡谷中火会加速蔓原则到面临超级计算挑战的复杂物理模型。许多延，会因溪流和道路障的阻碍而减缓或停止。也半经验火蔓延方程被用于多个重要地表火行为基火蔓延过程中常常受到多个因素的综合影础参数的快速估计，如典型风速和地形条件下的火具体可燃物床具体点的火响。或雪会增加可燃物含水率，的相对湿度会火蔓延速度、焰长度、雨高
假设燃烧床参数在空间分布是连续的，地形地势对空间分辨率１ｍ以下模型计算没有意义。因ｋ
等在空间分布也是连续的，相关动态环境参数变此，即使有某种形式的复杂的火模型参数，如，例