森林火灾蔓延研究新进展
《2024年森林火灾燃烧过程中的火行为研究》范文
《森林火灾燃烧过程中的火行为研究》篇一一、引言森林火灾是威胁生态环境和人类财产安全的严重灾害之一。
火行为作为森林火灾过程中的关键要素,其理解与掌控对有效控制火势蔓延和扑灭火灾具有至关重要的意义。
本文通过对森林火灾燃烧过程中的火行为进行深入研究,旨在揭示其内在规律,为森林火灾的防控和救援提供理论依据。
二、火行为概述火行为是指森林火灾过程中火焰的传播、蔓延和燃烧特性。
在森林火灾中,火行为受到多种因素的影响,包括气候条件、地形地貌、植被类型和可燃物分布等。
火焰的传播速度、燃烧强度和方向变化等特征直接决定了火灾的危害程度和影响范围。
三、火行为研究方法针对森林火灾燃烧过程中的火行为研究,主要采用以下几种方法:1. 实地观测法:通过在火灾现场进行实地观测,记录火焰传播、蔓延和燃烧特性等数据,分析火行为的规律和特点。
2. 实验室模拟法:利用实验室条件,模拟森林火灾环境,通过控制变量,研究火行为的内在机制。
3. 遥感监测法:利用卫星遥感、无人机等手段,对火灾进行远程监测,获取火势蔓延和燃烧强度的数据。
4. 数学模型法:建立数学模型,通过计算机模拟火灾过程,预测火行为的规律和特点。
四、火行为研究进展近年来,随着科技的发展,火行为研究取得了显著进展。
在实地观测方面,研究者们通过对不同地区、不同类型森林的火灾进行观测,积累了大量火行为数据。
在实验室模拟方面,研究者们通过控制环境因素,深入研究了火焰传播、燃烧强度等关键因素对火行为的影响。
在遥感监测方面,利用卫星遥感技术可以实时监测火灾发生和发展过程,为及时扑灭火灾提供了有力支持。
在数学模型方面,研究者们建立了多种火灾蔓延模型和火行为预测模型,为火灾防控提供了重要依据。
五、火行为研究的应用火行为研究在森林火灾防控和救援中具有广泛的应用价值。
首先,通过对火行为的研究,可以预测火灾的危害程度和影响范围,为制定科学合理的防控措施提供依据。
其次,在火灾发生后,可以通过分析火行为的规律和特点,指导灭火队伍制定有效的扑灭策略,提高灭火效率。
林火研究综述(I)——研究热点与进展
林火研究综述(I)——研究热点与进展林火研究综述(I)——研究热点与进展概述:林火是指在森林或其他植被中发生的燃烧现象。
林火无疑是自然界的一种现象,然而由于人类活动以及气候变化等因素的影响,林火的频率和严重程度正在不断增加。
为了更好地了解和管理林火,科学家们一直致力于林火研究。
本文将综述当前林火研究领域的热点和进展。
一、林火发生机制的研究林火发生的机制是林火研究的核心问题之一。
研究表明,林火的发生与燃烧物质的可燃性、气象条件、地形地貌等因素密切相关。
近年来,科学家们通过地面观测、气象模型和火灾模拟等手段,深入研究了林火的发生机制。
研究结果表明,气象因子对林火的发生和蔓延有着重要影响,其中温度、湿度、风速和降水等因素是影响林火的关键。
二、全球林火分布和影响的研究全球范围内的林火分布和影响是当前林火研究领域的热点之一。
林火会释放大量的碳和其他温室气体,对气候变化产生重要影响。
研究发现,全球范围内的林火面积和频率呈上升趋势,这对全球碳循环和气候变化有着重要的影响。
此外,林火还对生态系统的生物多样性、土壤质量、水资源等产生广泛的影响。
因此,全球林火分布和影响的研究对于科学理解和有效管理林火至关重要。
三、林火预警和风险评估的研究林火预警和风险评估是有效管理林火的关键。
近年来,科学家们致力于发展预测模型和方法,以提高林火的预警和风险评估能力。
利用卫星遥感技术、气象数据和地理信息系统等手段,科学家们能够实时监测和预测林火的发生和蔓延。
同时,利用火险指数等工具,科学家们能够对林火风险进行评估,为防火工作提供科学依据。
四、林火的生态效应和恢复研究林火对生态系统的生态效应和恢复也是林火研究的重要内容之一。
林火可以改变植被结构和群落组成,对土壤质量和水文过程产生重要影响。
一方面,林火能够促进某些植物的种子萌发和生长,促进生态系统的更新和恢复;另一方面,林火也可能导致大量生物资源的损失和退化。
因此,研究林火的生态效应和恢复机制,对于保护生物多样性和维持生态系统平衡具有重要意义。
森林火灾对策研究报告总结
森林火灾对策研究报告总结概述:森林火灾是一种具有毁灭性的自然灾害,不仅对生态环境造成巨大损害,还可能危及人类安全。
因此,如何有效应对和减少森林火灾的发生成为群众关心的重要问题。
本文通过对森林火灾相关研究进行整理与总结,以期提供关于森林火灾对策的有助信息。
一、认识森林火灾1. 森林火灾的定义:指在自然条件下,由于外界原因或人类活动引起并蔓延的随意燃烧现象。
2. 森林火灾影响:引发土地退化、泥石流、水土流失等各种环境问题,并威胁野生动物栖息地和濒临绝种物种。
二、预防措施1. 加强监测系统建设- 利用遥感技术实时监测和预警新兴火源;- 建立远程传感器网络,快速掌握受威胁地区异常情况;- 发展无人机技术,提升监测范围和精度。
2. 完善法律法规- 建立健全森林火灾联防体系的相关法律;- 加强对森林经营管理单位的监管力度,确保合规操作;- 加大对非法野外用火行为的打击力度,并加强宣传教育。
3. 强化科学防控- 开展植被和地形分析,确定薪火传播风险区;- 定期进行消防巡逻,发现隐患及时处理;- 建设与河流、道路相连的有效水源供应系统。
三、灭火方法1. 综合利用灭火手段- 乘坐直升机或飞机投放消防剂液,在空中实施灭火行动;- 制定区域灭火计划,将各种资源充分调配以最大限度抑制火势发展;- 运用现代化通信系统,确保指挥部能够快速准确地了解当前情况。
2. 掌握科学方法- 研究不同植被类型下的燃烧特性,根据实际情况选择合适的灭火剂;- 制定科学的死火带措施,确保燃烧区域得到有效封锁和稳定。
3. 强化人员培训- 提供灾害应对团队必要的技能培训,增加应急响应的效率;- 培养专业人员具备快速处置威胁安全问题的能力;- 加强与国际相关组织交流合作,积极借鉴其他国家经验。
四、后期恢复与防范工作1. 进行环境修复- 种植易生长物种进行森林恢复,在时间和成本可接受范围内重建生态系统;- 开展土壤改良工程,修正由于大面积焚烧导致的土壤退化问题。
森林火险区划预警的研究进展
通过变化的太阳辐射量和风向ꎬ 不同的坡向接收到辐
加ꎮ 虽然研究人员普遍认识到ꎬ 人类活动的影响可以
射量不同ꎬ 从而影响林火的蔓延速度ꎮ 通常ꎬ 在北方
改变森林的火灾行为ꎬ 但对林火影响的量化和发展方
向、 南方向和西南方向最有利于林火的开始和蔓延ꎮ
人工神经网络 [12] 、 二元逻辑斯蒂回归 ( Logistic) [13] 、
元胞自 动 机 [14] 、 证 据 权 重 ( weights - of - evidence ap ̄
proach) [15] 、 贝叶斯网络 [16] 、 广义线性模 ( GAM) [17] 、
负二项和零膨胀负二项回归等 [18] ꎮ
大ꎮ 国内外已有研究发现ꎬ 基础设施布局、 节假日等
因素都会对人为火灾的发生产生重要影响ꎬ 主要包括
距居 民 点 的 距 离、 距 道 路 的 距 离、 人 口 密 度、 GDP
等ꎮ 森林火灾的主要常见诱因就是人为因素ꎬ 随着人
类社会的迅速发展ꎬ 全球人口持续增长ꎬ 森林资源的
开采量逐年增加ꎬ 人为因素对森林火灾的影响也在增
坡向是斜坡面向的方向ꎮ 坡向影响林火的行为ꎬ
作者简介: 任洪 (1998-) ꎬ 男ꎬ 硕士在读ꎮ 研究方向: 林业ꎻ 通讯作者刘建祥 (1976-) ꎬ 男ꎬ 博士ꎬ 副教授ꎮ 研究方向: 生态环境ꎮ
※林业科学 农业与技术 2024ꎬ Vol 44ꎬ No 08 5 9
3 火险预警系统的发展
加拿大 森 林 火 险 等 级 系 统 ( The Canadian Forest
Fire Danger Rating Systemꎬ CFFDRS ) 基 于 气 象、 火
源、 地形、 可燃物等多种林火影响因子ꎬ 全方位地预
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。
林火原理实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验背景林火作为一种自然现象,对森林生态系统有着重要的影响。
为了深入了解林火的燃烧原理和影响因素,我们进行了林火原理实验。
通过实验,我们掌握了林火燃烧的基本规律,为森林火灾的预防和控制提供了科学依据。
二、实验目的1. 研究林火燃烧的基本原理和影响因素。
2. 探讨不同可燃物对林火燃烧速度和火焰高度的影响。
3. 分析气象因素对林火传播和蔓延的影响。
4. 为森林火灾的预防和控制提供理论支持。
三、实验方法1. 实验材料:选取不同种类、不同含水率的可燃物,如枯枝、树叶、树皮等。
2. 实验仪器:燃烧实验箱、温度计、湿度计、风速计、燃烧速度测量装置等。
3. 实验步骤:(1)将实验材料均匀铺在燃烧实验箱内,设置实验箱的温度、湿度和风速等条件。
(2)点燃实验材料,记录火焰高度、燃烧速度和燃烧持续时间等数据。
(3)改变实验条件,重复上述实验步骤,观察和分析不同条件对林火燃烧的影响。
四、实验结果与分析1. 可燃物种类对林火燃烧的影响:实验结果显示,不同种类可燃物的燃烧速度和火焰高度存在差异。
树叶的燃烧速度最快,枯枝次之,树皮最慢。
这是因为树叶的含水量较低,易于燃烧;而树皮的含水量较高,燃烧速度较慢。
2. 可燃物含水率对林火燃烧的影响:实验结果表明,可燃物的含水率越高,燃烧速度越慢。
当含水率达到一定比例时,林火甚至无法燃烧。
因此,降低可燃物含水率是预防和控制森林火灾的重要措施。
3. 气象因素对林火燃烧的影响:实验过程中,我们观察了温度、湿度和风速等气象因素对林火燃烧的影响。
结果表明,高温、低湿和强风等气象条件有利于林火传播和蔓延。
因此,在高温、干旱和风力较大的天气下,应加强森林火灾的预防工作。
4. 燃烧速度与火焰高度的关系:实验数据显示,燃烧速度与火焰高度呈正相关。
燃烧速度越快,火焰高度越高。
这说明燃烧速度是影响林火蔓延的重要因素。
五、实验结论1. 林火燃烧速度和火焰高度受可燃物种类、含水率、气象因素等因素的影响。
森林火灾预警与防控技术研究
森林火灾预警与防控技术研究森林火灾是一种严重威胁自然生态和人类生活财产安全的灾害。
为了有效地进行森林火灾预警和防控,科研人员不断研究和开发创新的技术手段。
本文将探讨当前森林火灾预警与防控技术的研究现状和未来发展方向。
一、火灾预警技术火灾预警技术是防控森林火灾的首要任务。
当前常见的森林火灾预警技术包括遥感技术、无线传感技术和人工智能技术等。
1. 遥感技术遥感技术是利用航空或卫星平台传感器获取火灾相关信息的技术手段。
通过红外遥感、雷达遥感和光学遥感等技术手段,可以实时监测森林火灾的起火点、火势扩展情况和烟雾生成等信息,提供重要的预警数据。
2. 无线传感技术无线传感技术是指通过布置在森林中的传感器网络,实时感知环境参数变化,并传输数据到中心控制系统。
无线传感技术通过监测森林的温度、湿度和风速等关键参数,实现对火灾的早期预警和准确定位。
3. 人工智能技术人工智能技术是近年来快速发展的一种预警技术手段。
通过机器学习算法和大数据分析,人工智能技术可以识别森林火灾相关的图像、声音和数据特征,实时判断火灾风险,提高预警精度和响应速度。
二、火灾防控技术火灾防控技术是在火灾发生后采取的措施,旨在迅速控制火势蔓延、减小灾害损失。
当前常见的森林火灾防控技术包括喷雾灭火技术、无人机监测技术和智能预案管理技术等。
1. 喷雾灭火技术喷雾灭火技术是利用人工或自然产生的水雾、泡沫剂等物质进行灭火的技术手段。
通过高压喷雾装置,将水雾喷洒到火场上,降低火焰温度和抑制燃烧过程,有效控制火势蔓延。
2. 无人机监测技术无人机监测技术是利用无人机进行火灾现场监测和图像采集的技术手段。
通过搭载多种传感器和红外热成像设备,无人机可以迅速到达火灾现场,实时获取火势扩展情况和烟雾分布,为灭火指挥提供重要数据支持。
3. 智能预案管理技术智能预案管理技术是结合物联网和云计算等技术,实现对火灾防控中各种资源和行动的智能调度和管理。
通过建立火灾预案数据库和动态调度平台,可以实现资源优化配置、指挥决策支持和火情动态监测,提高火灾防控效率。
我国森林火灾现状分析报告
我国森林火灾现状分析报告一、背景介绍在近年来,森林火灾已成为一个严重的环境问题。
据统计,全球每年有数百万公顷的森林因火灾而遭受损失,严重威胁着生态平衡和人们的生活安全。
作为中国自然资源丰富的国家之一,我国当前面临着森林火灾频发的挑战。
本文旨在探讨我国森林火灾现状,并提出相应的解决方案。
二、我国森林火灾的现状1. 森林火灾数量与面积逐年增加根据相关数据显示,我国过去十年间森林火灾数量以及受影响面积呈上升趋势。
其中最主要原因之一是人类活动导致了大量可燃物存在于山区地域以及城市周边地带。
2. 森林防护体系建设不足尽管我国已经建立起一定规模的森林防护体系,但还存在一些问题。
例如,缺乏标准化技术推广和培训机制,导致部分地区基层人员对于正确处理森林火险问题的能力还不足。
3. 森林火灾危害日益严重森林火灾给当地生态环境和人们的健康带来了巨大威胁。
新近研究表明,森林火灾会造成土壤侵蚀、水源污染等问题,进一步加剧气候变化及其后果。
三、我国应对森林火灾的措施1. 宣传与教育针对广大群众,特别是居住在容易发生森林火险区域的人群,要加强宣传与教育工作,提高他们对森林防护的意识,并普及正确的防火知识和技巧。
2. 加强监测和预警系统建设通过科技手段改善现有监测体系,提高预警速度和准确性,在第一时间掌握森林火险动态信息,并迅速启动应急处置措施。
3. 完善法律法规制定更为细致严格的法律法规,强化对于非法捕猎、野外用火等行为的惩罚力度。
此外还应推动落实责任追究机制,遏制激进拓荒行动。
4. 加大防护体系建设力度加强森林火险地区的早期预警系统、无人机和遥感监测技术应用,提高消防队伍的装备和实力,并完善灭火器材储备。
5. 建立跨部门协作机制加强各部门之间的沟通与协调,形成合力。
政府相关部门应加强联动与信息共享,做好横向纵向联防联控工作。
四、国际经验借鉴在全球范围内,一些国家已经取得了一定程度上成功的森林火灾防控工作经验。
我们可以从以下几个方面进行借鉴:1. 积极开展国际合作交流与其他国家保持密切合作与交流,在技术、管理等方面互相借鉴和学习,并共同研究解决复杂性问题。
林火蔓延模型及蔓延模拟的研究进展
内容摘要
3、为了更好地提高建筑火灾中的人员疏散和救援效率,应将FDS模拟结果与 实际工程相结合,制定合理的疏散和救援策略。同时,应注重加强人员安全培训 和演练,提高公众在火灾发生时的应对能力。
内容摘要
4、未来研究可以进一步改进和完善FDS模型,考虑火源特性、通风条件、建 筑结构等因素对烟气蔓延的影响,提高模型的预测精度。同时,可以开展更多针 对高层建筑火灾烟气蔓延的实验研究,为模型改进和实际工程应用提供更多依据。
内容摘要
在应用研究方面,研究者们利用计算机模拟技术对各种建筑结构、材料和环 境条件下的火灾蔓延过程进行大量实验,积累了丰富数据。
内容摘要
研究问题和假设: 本研究旨在探讨大型建筑火灾蔓延的规律和影响因素,主要研究问题包括: 不同建筑结构和材料对火灾蔓延的影响;火灾蔓延过程中温度、烟雾等参数的变 化规律;以及如何优化防火设计和灭火措施。为此,本次演示提出以下假设:建 筑结构和材料的性质对火灾蔓延速度有显著影响;
林火蔓延模拟的技术和方法
林火蔓延模拟的技术和方法
目前,林火蔓延模拟的技术和方法主要包括三种:统计分析法、物理模拟法 和混合法。
统计分析法主要是基于历史火灾数据的统计分析,建立数学模型来预测未来 火灾的发展趋势。例如,研究者利用过去的火灾数据,建立了基于时间序列分析 的火灾预测模型。
林火蔓延模拟的技术和方法
参考内容
内容摘要
摘要: 本研究针对大型建筑火灾蔓延过程进行模拟研究,运用计算机建模技术对火 灾蔓延特性进行深入探讨。研究结果表明,火灾蔓延速度和建筑物结构、材料等 因素密切相关。同时,本次演示也展望了未来研究的前景和挑战。
内容摘要
引言: 随着城市化进程的加速,大型建筑如商场、写字楼、车站等场所日益增多, 其结构复杂、人员密集、可燃物繁多,火灾危险性极大。因此,对大型建筑火灾 蔓延过程进行深入研究,对预防和减少火灾损失具有重要意义。计算机模拟技术 为火灾研究提供了有效手段,通过模拟实验可以再现火灾场景,深入分析火灾蔓 延的物理化学过程。
森林火灾预警系统:快速掌握火势蔓延情况
森林火灾预警系统:快速掌握火势蔓延情况森林火灾是一种破坏性极大的自然灾害,它不仅给生态环境带来巨大影响,甚至会威胁到人类的生命财产安全。
与此同时,森林火灾的蔓延速度极快,往往让人束手无策。
为了更好地应对森林火灾,科学家们开发了一款创新的森林火灾预警系统,能够快速、准确地掌握火势蔓延情况,为火灾应对工作提供宝贵的参考。
这款森林火灾预警系统的核心技术是基于遥感技术与大数据分析的结合。
遥感技术是通过卫星或飞机等远距离探测手段获取地表信息的一种技术,可以实时获取到大范围的地理信息数据。
通过分析遥感数据,可以观测到森林植被的生长情况、水分含量等重要参数,从而判断森林火灾爆发的潜在风险。
在森林火灾预警系统中,遥感数据是不可或缺的一部分。
遥感数据可以提供火势蔓延的空间分布信息以及明暗度等参数,这些数据可以帮助科学家们追踪监测火灾的演化趋势,并进行及时的预测和预警。
通过分析遥感数据,预警系统可以根据火灾点的强度、速度和方向等信息,预测火势蔓延的路径和范围。
除了遥感数据外,大数据分析也是这一预警系统的重要组成部分。
大数据分析可以处理和分析大量的数据,从而发现数据中的规律和趋势。
在森林火灾预警系统中,大数据分析可以对历史火灾数据、天气数据、植被数据等进行深入挖掘,以找到影响火灾情况的关键因素。
通过结合遥感数据和大数据分析结果,预警系统可以生成火灾蔓延模型,预测火灾扩展的概率和危险程度。
森林火灾预警系统的工作流程可分为数据采集、数据处理和预警发布三个主要步骤。
首先,通过卫星和飞机等遥感设备对火灾附近的区域进行实时观测和数据采集。
采集到的数据经过预处理,包括校正、匹配和融合等过程,以确保数据的准确性和一致性。
随后,通过大数据分析的方法对采集到的数据进行处理和分析。
这一步骤包括数据清洗、特征提取和模型构建等过程。
数据清洗的目的是剔除异常值和噪声,保证数据的质量。
特征提取则是根据火灾蔓延规律,从数据中提取出有意义的特征,用于火势蔓延模型的构建。
森林火灾形势分析研判报告
森林火灾形势分析研判报告概述:近年来,全球范围内的森林火灾频发,给生态环境和人类安全带来了巨大威胁。
本文对森林火灾形势进行综合分析和研判,以期为采取有效的预防和应对措施提供科学依据。
一、全球范围内森林火灾情况1.1 森林火灾爆发趋势:近年来,世界各地不同程度地受到森林火灾的困扰。
这些火灾起因复杂,其中有许多是由于气候变化导致干旱、天气异常等因素引起的。
而持续升温和不可持续的人类活动也是导致火灾发生频繁的重要原因。
1.2 火灾规模与影响:森林火灾面积广泛涉及大量生物多样性丰富的地区,并造成了土地退化、水质污染以及经济损失。
这些问题需要得到重视并采取紧急行动。
1.3 国际合作与项目介入:国家间加强合作以应对森林火灾已成为共识。
许多国际组织和项目通过提供教育、技术支持和资源援助等手段,帮助各国改善火灾防控能力,推动全球范围内的可持续发展。
二、我国森林火灾形势分析2.1 火灾发生情况:近年来,我国森林火灾呈现下降趋势。
这主要得益于政府采取的一系列有效措施,如加强监测与预警、提升扑火队伍能力以及推行科学管理等。
2.2 火灾原因分析:虽然我国目前的森林火灾形势较为稳定,但仍存在一些潜在风险。
其中一些因素包括气候变化引发的干旱条件、乱砍滥伐导致生态失衡、人类不当使用火源等。
2.3 森林防火工作展望:在未来,我们需要进一步完善森林防控体系,加强基础建设和培训工作,并合理规划土地利用、开展宣传教育活动以提高公众的火灾防范意识。
三、森林火灾应对策略3.1 建立完善的监测预警系统:通过引入先进的技术手段,如卫星遥感和无人机巡查等,建立实时监测和快速反应机制。
这将有助于及早发现火情,并迅速采取相应措施。
3.2 加强扑火队伍建设:投资人力资源培训计划,提高扑火队员专业知识与技能水平,并确保其装备齐全、作战经验丰富。
此外,可建立更多志愿者组织,吸纳社会力量参与到扑火工作中来。
3.3 预防为主的治理措施:加大对潜在破坏性因素的消除力度,比如合理管理森林资源、限制乱倒垃圾行为以及加强禁止非法放火宣传教育等。
《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。
国内外重大森林火灾研究进展
国内外重大森林火灾研究进展
王秋华;王劲;王亚荣;邢付吉
【期刊名称】《消防科学与技术》
【年(卷),期】2022(41)10
【摘要】随着全球气候变暖,人为干扰活动增多,全球森林主要分布区发生重大森林火灾的可能性不断增加。
本文介绍了国内外的重大森林火灾概念,对比了重大森林火灾的研究内容和主要研究方法。
结果表明:现有重大森林火灾研究的规模和尺度都较小,主要集中于研究夏季森林大火的发生发展,较少研究较高海拔山地森林重大火灾发生的机制;未来研究应集成遥感与地理信息系统等大尺度方法,长期动态研究大、中规模重大森林火灾发生区域的植被、天气特征,深入研究景观层次的重大森林火灾火行为、火损失和火的长期影响,为重大森林火灾防控提供依据。
【总页数】5页(P1455-1459)
【作者】王秋华;王劲;王亚荣;邢付吉
【作者单位】西南林业大学土木工程学院云南省森林灾害预警与控制重点实验室;云南省森林消防总队昆明支队;曲靖市海寨林场
【正文语种】中文
【中图分类】X954;S762.1
【相关文献】
1.重庆市人民政府办公厅关于南川云阳等地发生森林火灾及重大火灾亡人事故的通报
2.扑救重大、特别重大森林火灾的组织指挥研究
3.回良玉在全国森林防火工作
电视电话会议上强调:严防发生重大森林草原火灾和重大人员伤亡4.扑救高原山地重大森林火灾的成功范例——安宁“3·29”重大森林火灾扑救工作掠影5.一次精彩成功的森林防火演练——全省森林消防队伍集训暨重大森林火灾处置演练活动掠影
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森林防火技术与灾后研究
科 技 论 坛
刘保 卫 ( 西 全 南 县林 业 局 , 西 全 南 3 10 ) 江 江 480
摘
要 : 森林 防 火技 术 进 展 中的 几 方 面 进 行 简要 分 析 , 对 森 林 火 灾 灾后 评 估 的技 术方 法进 行 研 究。 就 并
关 键 词 : 林 ; 火技 术 ; 森 防 灾后 研 究
林火发生是 一个极 其复杂 的 自然 现象 , 它涉及 的因素许多 , 有其 自 然属性 , 又有其社会属性。自然属性 中有可燃物 的类型及其分布状况 、 地 形地貌分布状况 、 气象因子 等; 而其社会 因素 中可包含 经济 、 会发展状 社 况、 认识水平 、 生活习惯等。 因此 , 一定意义上讲 , 从 森林火灾的发生是必 然、 绝对的 , 不发生是暂时 、 相对的。 简单地说, 森林 防火就是 防止森林火 灾的发生和防止森林火 灾的蔓 延, 即对森林火灾进行预防和扑救。要预防森林火灾 的发生 , 只有 了解森 林 火灾发生的规律 , 采取行政、 法律 、 宣传教育 、 科学技 术的方法和手段 , 进行综合治理才 能有 效果 ; 要扑救 森林 火灾 , 只有 了解森林火灾 燃烧原 理 和蔓延规律 , 建立严 密 的指挥 系统 , 织有效 的扑火 队伍 , 用科学 组 运 的、 先进的扑火设备和方法 , 才能及时发现和扑灭 。 近 几 十 年 来 , 于 工业 化 进 程 加 快 , 林 中人 类 的 活 动 影 响 加 剧 , 由 森 森 林 火灾发生的危险性提高 , 防御和控制森林 火灾 越来越受到重视 。与此 同时, 森林防火技术也 日渐有了较明显的发展, 其中“ s 技术 、 3” 网络技术 和电子技术在森林防火 中的应 用也已成 为一个发展趋 势 , 本文将就森林 防火技术进展 中的一些方面进行简要 分析。 1 控 制 火 源 控制火源是对可能引发林火灾 害的源头 ,通过采 取封锁阻隔措施 , 使其局 限在一定范围 内, 以防止酿成更大灾害。 从广 义上理解 , 控制火源 涵盖不少方面 , 主要有预防性 的超前控制 , 为用火 的管理 , 人 对突发火情 的果断处置等 。控制火 源在森林 防火环节 中至关重要 。目前采取 的主要 措施首先是在加强对火源的监测的基础 上 ,及 时控 制突发森林火警 ; 其 次是通过生物技术改善火环境 , 加强营林 管理 , 减少 可燃物积累 , 营造混 交林和 防火林 , 利用生物与生物工程减少可燃 物的积累。如在庐 山以黄 山松 为主的 1 1个主要树种 的野 外燃烧 试验与含水 率 、 脂肪 、 灰分 、 热值 测定 , 可以筛 选出易燃 、 可燃 、 难燃树 种 , 木荷 、 为难燃树种 , 茶 应用于 防 火林带建设可起到阻隔周边荒火蔓延的作用 。 统的森林 防火 隔离带建 传 设是在林缘或林 中山脊 铲出一条 1 ~ 8 2 1m宽 的生土带 , 以阻隔森林火灾 的蔓延 , 这不仅费时费力 , 而且会造成严 重的水 土流失 , 不利于维护林地 生物多样性 。为 了寻求经济有效的森林 防火带 修建方法 , 林信 良等进行 了化学除草修建隔离带的试验研究 , 得出了以草 甘膦为主剂的化学除草 剂用 于防火隔离带除草 , 除草投资 比铲草投资减少 了 5 %~ 3 同时也 9 6 %, 减轻 了因铲草产生的林地表土层的破坏 和水 土流失 , 可以在水资源丰 富 地 区的森林防火隔离带除草中应 用。 2 林火 预 测 预 报 般意义上讲 , 火预测 预报可分为三种 : 火险性天气预报 , 林 一是 仅 预报天气条件 引起火灾的可 能性; 二是火灾发 生预报 , 是综合 考虑天气 条件变化 、 可燃物的干湿程度和森林可燃 物类 型特点及火源 出现的频率 来预报森林火 灾发生的可能性 ; 是林火行 为预报 , 在火灾 发生预报 三 是 的基 础 上 , 报 火 灾 发 生 的 可 能 性 , 报火 灾 发 生后 的 蔓 延 速 度 、 量 释 预 预 能 放、 火强度 、 扑火的难易程度等。 林火预测预报的基 本作用是指导人们为有效 扑灭火灾 , 减少损失做 好 预案 和相应 准备 , 就其作用 范围和特点而 言 , 应有 中长期 的趋 势预测 和短期 内火 险等级预报 。天气 预报的准确性 直接影响林火 预报的准确 性, 伴随着 以计算机为代表的高新技术迅猛 发展 , 世界范围内 , 在 林火预 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 。 林火发生预报和林 火行 为预报 , 近年来 的研 究主要建立在“ s 以及 3” 计算机网络信息系统上。以北 京市房 山区的林火 为研 究现象 , 用神经 网 络方法研 究林 火发生及蔓延与环境 因子间 的关 系 ,用 GP S采集林火火 场 中心数据 , 测量火场 面积 , G S做 空间分析 , 用 I 提取火 场空 间环境 因 子, 将数据在 Malb中用 V B t a L P神经 网络进行 训练 , 建立林火 风险的预 测方程 ,风险模型由林 火发生 的风险模 型和林火 的蔓 延风险模型组成 , 该模型采用的方法不依赖于先验统计模 型, 所采用 的神 经网络方法对非 线性的数学关系有很强的预测 能力 , 因而具有很强 的适用 性。 肖化顺等 在预测区域复杂的 自然条件下 , 利用模糊 数据挖掘技术 (D 寻找与之 F M)
近年森林火灾统计数据分析报告
近年森林火灾统计数据分析报告1. 摘要近年来,全球范围内的森林火灾频发,给生态环境和人类社会造成了严重的影响。
本文通过对近年来森林火灾统计数据进行分析,并结合相关研究成果,深入探讨了森林火灾的原因、发展趋势以及应对策略。
2. 火灾发生地区分布根据最新的数据统计显示,全球范围内发生森林火灾的主要地区集中在亚洲、北美和澳大利亚。
其中,北美洲地区受到加拿大和美国多个州的连续严重火灾影响;亚洲则以印尼、俄罗斯等国为主;而澳大利亚作为一个古老文明之国,在过去几年里不仅遭受了持续时间长达数月的严重山火,还面临了巨大的经济和环境损失。
3. 火灾频次和持续时间趋势统计数据表明,近年来森林火灾的频次呈递增趋势。
这可能与气候变化、人类活动和林区管理不善等因素密切相关。
特别是全球气候变暖导致森林干旱加剧,进而增加了火灾的风险。
此外,非法砍伐和乱扔烟蒂等人为因素也是火灾发生的重要原因之一。
4. 火灾对生态环境的影响森林火灾不仅对大气环境造成污染,还会破坏生物多样性和土地质量。
火灾释放的大量有害气体如二氧化碳、一氧化碳等对全球温室效应产生直接影响;同时,大规模的火灾还会摧毁当地植被,使野生动物失去栖息地,加速生态系统崩溃。
此外,土壤退化和水源受到污染也会直接影响农业产出和当地居民饮用水安全。
5. 社会经济损失森林火灾给社会经济带来了巨大损失。
首先,在山火期间,无边界的火光往往使得航空交通中断、道路封锁、社区撤离。
其次,大规模燃烧的森林会导致辐射性气体和颗粒物的释放,对附近居民健康造成危害,并增加医疗资源负担。
此外,火灾还摧毁了众多产业设施、农作物以及旅游景点,给当地经济带来巨大损失。
6. 应对策略鉴于森林火灾所带来的严重影响,制定科学合理的应对策略势在必行。
首先,政府部门应加强监测与预警系统建设,提高对火灾发生的敏感度;其次,完善相关法律法规,加大力度打击乱扔烟蒂等人为因素。
此外,在林区管理上加强巡查、增派巡防人员,并建立紧急动态调度机制。
森林火灾形势分析研判报告总结
森林火灾形势分析研判报告总结一、引言近年来,森林火灾频发,给社会安全和经济发展带来了巨大的威胁。
为了增进对森林火灾形势的认识,本文进行了一次深入的研究,并总结出以下分析结果。
二、当前局势目前,我国森林火灾形势复杂严峻。
在过去几年中,全国各地相继出现了多起重大森林火灾事故,给环境保护、生态安全和人民生活带来了巨大损失。
同时,由于气候变化等特殊因素的影响,今年以来森林火灾数量明显增加,并且扩散速度更快、规模更大。
这使得有效应对森林火灾问题迫在眉睫。
三、原因分析1. 气候变化与干旱:气候异常和长时间的干旱天气是引发森林火灾的主要原因之一。
高温天气导致植被干燥,加上风力较强,容易造成小范围的火源迅速扩散。
2. 人为因素:不法砍伐、乱扔烟蒂等人为活动,也是森林火灾的重要因素。
非法放火、焚烧秸秆和草原等行为对于森林起火具有直接影响。
四、形势分析1. 区域性问题:森林火灾并非全国范围内发生,而是集中在某些地区。
比如长江流域和华南地区特别容易发生火灾,主要是由于这些地区气候较干旱且山林资源丰富所致。
2. 火候周期:我国每年春季都会进入高温多风期,这个时期的森林易发生大面积爆发性的火灾,给防治工作增加了难度和压力。
五、对策建议1. 加强预警系统建设:利用现代科技手段构建完善的监测系统,及时获取气象数据,并结合历史数据进行分析和预测。
提前判定可能出现森林火灾的地区,并加强协调部署应急救援力量。
2. 完善立法与执法:制定更加完善的相关法律法规,严禁非法砍伐、乱扔烟蒂等行为,并加大对违法行为的打击力度。
建立健全执法机制,提高文明素质和环保意识。
3. 增强公众教育:通过宣传森林火灾的危害性,普及防火知识,增强公众的环境保护意识和自我防范能力。
开展定期演练和防火宣传活动,提高广大群众的火灾应急处置能力。
4. 资金投入与技术支持:增加对森林消防队伍的资金投入,加强装备和人员培训,提高处置火灾的能力。
同时鼓励科研机构进行相关技术创新,将先进技术应用于火灾扑救中。
《2024年森林火灾燃烧过程中的火行为研究》范文
《森林火灾燃烧过程中的火行为研究》篇一一、引言森林火灾是一种严重的自然灾害,对生态环境和人类社会都带来了巨大的影响。
研究森林火灾燃烧过程中的火行为,有助于更好地理解火灾的演变过程,为火灾的预防、控制和扑救提供科学依据。
本文将探讨森林火灾燃烧过程中的火行为,包括火焰传播、燃烧机理、火场环境等方面,以期为森林火灾防控提供理论支持。
二、火焰传播特性森林火灾的火焰传播具有明显的规律性。
首先,火焰在林内的传播受到地形、气象条件、可燃物类型和密度等多种因素的影响。
其中,风速、风向和湿度等气象条件对火焰传播的影响尤为显著。
风速大、风向不稳时,火焰传播速度加快,火势更猛。
此外,地形因素如山脊、山谷等地形地貌也对火焰传播产生影响,使火势更加复杂多变。
其次,不同类型的可燃物对火焰传播的影响也不同。
如枯枝落叶等易燃物容易引发火灾,且火焰传播速度快;而木材等较难燃的物体则需要更高的温度和更长的点火时间。
此外,可燃物的密度也会影响火焰的传播速度和范围。
三、燃烧机理研究森林火灾的燃烧机理涉及多个方面。
首先,火灾的起因多为人为纵火或自然因素如雷击等。
一旦起火,火焰通过热传导、热辐射和对流等方式将热量传递给周围的可燃物,使可燃物达到燃点并发生燃烧。
在燃烧过程中,可燃物释放出大量的热量和气体,形成高温高压的燃烧环境。
其次,燃烧过程中的化学变化也十分复杂。
火焰中的化学反应包括燃烧产物的生成、气体扩散等过程。
不同种类的可燃物在燃烧过程中产生的化学反应也不尽相同,从而影响火灾的特性和发展趋势。
四、火场环境因素火场环境对森林火灾的燃烧过程和火行为具有重要影响。
首先,地形地貌会影响火势的蔓延方向和速度。
例如,山脊地区易形成风道,加速火焰传播;而山谷地带则可能因地形封闭导致火势难以控制。
此外,气象条件如风速、风向、湿度和温度等也会对火势产生影响。
大风天气会加速火焰传播速度和范围;而湿度高时则有助于降低火势;温度高则可能使可燃物更易达到燃点并发生燃烧。
森林火灾的火场蔓延与扩散
热对流是指火焰产生的热量导致周围 空气产生对流现象,使得火焰向四周 扩散。
火场蔓延与扩散的影响因素
风力
风力是影响火场蔓延与扩散的重 要因素之一,强风能够加速火焰
传播速度,扩大火场范围。
地形
地形对火场蔓延与扩散的影响较大 ,如山脊、山谷等地形特征能够引 导火焰传播方向,加速或减缓火场 扩散速度。
可燃物类型与分布
地下蔓延
地下蔓延是指火焰通过地 表下的可燃物传播,通常 在植被茂密、地表可燃物 积累较多的条件下发生。
火场扩散的机制
热辐射
火场中的火焰通过热辐射将热量传递 给周围的空气,导致空气温度升高, 形成上升气流,进而将火焰推向更远 的地方。
热对流
热传导
热传导是指火焰通过地表可燃物传递 热量,导致可燃物温度升高,引发新 的燃烧点,进而扩大火场范围。
南非山火
南非的山火通常在开普敦等地区的国家公园和自然保护区发生,由于 地形复杂,控制难度较大。
THANKS
感谢观看
加强森林防火宣传教育
提高公众对森林火灾危害性的认识,加强野外火 源管理,减少人为因素引发的火灾。
3
建立森林防火隔离带
通过种植耐火树种或设置物理障碍,阻止火灾在 林间蔓延。
应急措施
快速响应和报警
01
一旦发现火情,立即报告相关部门,启动应急预案。
紧急疏散和撤离
02
组织受威胁区域内的居民和游客迅速撤离至安全地带。
森林火灾产生的烟雾、火焰和 余烬等会对人类生命安全构成 威胁,甚至造成人员伤亡。
影响气候变化
大规模的森林火灾会产生大量 的二氧化碳和其他气体,加剧
全球气候变化。
森林火灾的分类与分级
分类
火灾形势分析研判报告
火灾形势分析研判报告
今年,全国多地出现大规模森林火灾,给生态环境带来了巨大的破坏。
我根据最新资料来分析火灾形势和预判其发展趋势,为有效抑制火灾蔓延做出准确的预测。
经调查和分析,当前森林火灾发生的主要原因是气候变暖、降水减少、植被破坏和人为因素的影响。
高温炎热的天气,湿度低,加之全国空气污染严重,使大气焚烧、烟尘、火山等因素更容易引发火灾,在森林火灾的出现中发挥着关键性作用。
由于人类活动导致的破坏,森林覆盖率不断减少,森林火灾有可能在未来更加严重。
此外,由于森林火灾带来的烟气污染,会造成大面积的空气污染,包括PM2.5、PM10、SO2、CO2等污染物。
研究表明,森林火灾有可能威胁全球气候的平衡,进一步加剧气候变化的问题,对全球生态环境和人类健康都有不利影响。
为抑制火灾形势的发展,及时清理森林、保护林地资源以及加强火灾预防措施等措施是十分必要的。
要加大森林火灾预防投入,加强火灾管理组织,提高火灾管理能力,实现火灾管控工作早发现、早报告、早处理,防止火灾蔓延。
要充分发挥军民融合组织的优势,健全新技术新装备的应用,改进火场的灭火方式,加强森林火灾的防控。
要控制空气污染的源头,加强植被的保护,减少人为干扰,降低森林火灾的发生率。
在当前这种火灾形势下,全社会要加强火灾防控意识,紧紧围绕森林火灾预防指导,加快建设智慧森林防火体系,加强火灾管理和消
防设施建设,持续加强森林火灾防控技术和组织指挥能力建设,完善火灾组织管理和预防措施,确保森林火灾形势得到有效抑制。
总之,要根据当前有关森林火灾的形势和趋势,采取有效的预防措施,科学防治森林火灾,尽量减少对生态环境的破坏,确保全国人民的安全。
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森林火灾蔓延研究新进展【摘要】我国的年均森林火灾次数和受害面积都很严重,森林火灾突发性强、破坏性大、处置救助较为困难,严重地制约着现代林业的可持续发展。
森林火灾的预测预报是森林防火工作中最重要的一环,本文在分析林火行为的基础上,阐述了国内外几种经典的林火蔓延模型及其优缺点和适用范围,分析了国内外林火蔓延模型的发展状况,并着重介绍了目前最新提出的基于离散事件驱动的林火蔓延模型,最后对未来林火蔓延发展的趋势进行了展望。
【关键词】森林火灾;林火蔓延模型;离散事件1.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行为,其突发性强、破坏性大、处置救助较为困难,森林火灾严重地制约着现代林业的可持续发展。
森林火灾会产生大量烟雾,污染环境;大量二氧化碳与水发生化学反应,严重污染水环境,严重破坏了全球的生态平衡,使已经很脆弱的地球生态环境进一步恶化。
据联合国粮农组织报告,近年来森林火灾发生的频率和规模十分反常,已远超过自然界的自我调节范围,对人类、环境和经济造成了前所未有的危害。
森林火灾的预测预报是森林防火工作中最重要的一环,因此加强森林火灾的预测预报成为森林防火工作必须面对的一个重要问题,对各级政府做好森林消防决策,最大限度地减少森林火灾造成的损失,具有极其重要的作用。
林火蔓延是一种林火行为,与火灾预防、扑救等工作密切相关。
林火行为是指森林可燃物在点燃后,所产生的火焰和火蔓延以及发展过程的特征,亦即是林火发生、发展,直至熄灭的全过程中着火、蔓延、能量释放、火强度、火灾种类等特征的综合。
林火蔓延模型是林火行为研究的一个主要方面,受可燃物、火环境(气象、地形和植被)和火源条件的制约和控制,量化的林火蔓延模型多是在各种简化条件下,运用数学方法进行处理,导出蔓延速度与各种参数,诸如可燃物的理化性质、地形、气象因子等之间的定量关系式,供人们利用这些关系式去预测要发生的林火行为,从而指导扑火工作,进行日常的林火管理等。
根据模型建立的方法以及对林火蔓延本质的认识程度,模型可分为统计模型、半物理模型、物理模型三类[6]。
统计模型不涉及任何物理机制,纯粹从统计的角度来描述火行为,该方法把有多个变量相互关系的复杂问题,在形式上作简单的处理,因建立在大量实际森林火灾和计划火烧的资料基础上,资料充足,有可靠的置信度,故公式计算结果与实际情况基本符合。
物理模型最先是由Fons提出来的,他的模型将燃料床理想化了,并且认为燃料达到着火的温度即着火,使得模型与实际相距较大,且模型表达式复杂,物理参数较多又难以确定。
这种模型的局限性在于它跟实际火灾情况有较大的差距,但把林火蔓延抽象成一个纯物理问题来研究,为人类提供了一条认识林火蔓延一般规律的途径。
2.几种经典的林火蔓延模型目前比较经典的林火蔓延模型有:美国的Rothermel模型[5]、澳大利亚的McArthur模型[1]、加拿大森林火险等级系统[4]和中国的王正非模型[2][3]。
2.1 Rothermel模型Rothermel模型遵循能量守恒定律,属于半物理模型。
主要研究的是火焰前锋的蔓延,没有考虑过火火场的持续燃烧。
提出了“似稳态”的概念,从宏观方面研究林火行为。
它假定燃料床和地形地势在空间上是连续分布的,并且可燃物的含水量、风速、坡度等参数是不变的。
在火灾蔓延过程中,考虑到了热传导、热对流和热辐射的物理机制。
它建立在均一的可燃物状态下,并且不现实的要求90%可燃物的直径在1/8英寸,可燃物的含水量不得超过35%,对于比较大型的可燃物的影响通常忽略。
2.2 McArthur模型McArthur模型是Noble I.R.等人对McArthur火险尺的数学描述。
它是建立在多次点燃实验上,导出的林火蔓延速度与各参数之间定量的关系式,属于统计模型。
它的优点是能预报火险天气和一些重要的火行为参数。
但是,它的适用范围极其有限,只适合草地和桉树林。
我国南方森林预警系统可选择性的参考应用。
2.3 CFFCRS林火蔓延模型加拿大森林火险等级系统(CFFCRS)是以加拿大林火行为为理论基础进行研发的。
它包含四个子系统:林火行为预报系统(FBP),林火天气指标系统(FWI),林火发生预报系统(FOP),可燃物湿度估测系统(AFM)。
它是通过几百次的实验与观察,导出的林火向前蔓延速度(ROS)方程,属于统计模型。
可燃物类型不同,其蔓延速度方程也不同,各方程都独立地依赖于初始蔓延指标ISI。
该模型不考虑任何热传机制。
不过,它可以帮助人们比较简单的认识林火行为的各个分过程和整个过程,以及揭示其作用规律。
在各参数相似的条件下,可以比较准确地预测火行为。
2.4 王正非林火蔓延模型王正非模型也是建立在大量的实验基础上,得出的林火蔓延速度关系式,属于统计模型。
此模型只适用于平地无风、无风上坡和顺风上坡且坡度不能超过650的情况下。
对于一些粗大的可燃物,如元木和大的枝干,视为无效可燃物。
模型中的各个修正系数王正非都给出了相应的关系表,可直接由表查找,简化了计算。
3.林火蔓延研究新进展3.1 国内外最新研究进展相比与澳大利亚、加拿大和王正非模型,Rothermel模型的适用范围最广,近年来,有许多学者在该模型的基础上,提出了许多Rothermel修正模型。
在国内,景文峰[7]以Rothermel模型为蓝本,结合交互窗口、字符型汉化技术及专家系统的原理,提出了用于估算特定可燃物分布状况、变环境条件下火蔓延趋势的专家系统。
王海晖[8]参考Rothermel模型,将火场假定为椭圆面,将风速和坡度进行矢量叠加并引入折合风速的概念,通过大量室内林火实验,提出了一整套估算地表火行为特征量的关系式。
朱启疆[9]借助地理信息系统(GIS)和遥感技术,将Rothermel半经验模型和经验模型相结合,分别考虑带方向(坡度和风)和不带方向因素对火势蔓延的影响,并利用迷宫算法实现了林火空间蔓延动态模拟。
李建微[10]以Rothermel模型为基础,假定点火源的火场形状为椭圆形,利用惠更斯原理,结合粒子系统方法、计算机图形和虚拟现实技术,在不同风速、坡度下,对不同位置的林火火场蔓延行为进行三维模拟。
蔡学理、张贵[11]以AroInfo为地理信息系统平台,结合Rothermel模型,并将火场形状假设为多边形,提出了一种森林火灾指挥扑救方案。
在国外,以Rothermel模型为基础,所提出的应用比较广泛的林火蔓延模型有:FARSITE[12][13]、BehavePlus[14][15]、和HFire[16]。
FARSITE和BehavePlus集成了现有的地表火、树冠火、飞火和火加速等子模型,它们都采用Rothermel模型来计算地表火蔓延速度。
不过,BehavePlus是基于椭圆形来模拟二维林火蔓延趋势,而FARSITE 是采用基于惠更斯波动理论来模拟二维林火蔓延趋势。
HFire是一种基于栅格的空间直观模型,它也采用Rothermel模型来计算林火蔓延速率,运用惠更斯理论来模拟二维林火蔓延趋势。
3.2 基于离散事件驱动的林火蔓延研究最近,出现了采用离散事件来模拟林火蔓延。
其中,比较成熟和完善的林火蔓延模型是DEVS-FIRE模型[17]。
它将森林看成是由一个个大小相同的矩形单元组成的空间,空间的尺寸由GIS来确定。
每个单元代表一个DEVS原子模型。
一旦着火,每个单元都利用Rothermel模型来计算一维火蔓延速度和方向,然后根据椭圆形将其分解为八个方向的二维火蔓延。
在林火蔓延的过程中,采用元胞自动机模型,分解的八个方向刚好与八个相邻的元胞方向一致。
元胞之间信息的交流采用预时间表(pre_schedule)策略[18],也就是说,一旦点燃,元胞便立即同时发送八条信息给相邻的元胞。
在模拟过程中,有可能存在大量的细胞单元,然而只有一小部分细胞单元处于活动状态。
基于内存空间问题的考虑,DEVS-FIRE采用了动态结构细胞空间模型,这使得在仿真过程中可以根据实际情况动态地创建和移除细胞单元,从而节省了大量的内存空间。
由于林火蔓延过程是动态的、复杂的、非线性和非高斯的,对于数据的获取不可能是准确无误的,林火蔓延计算的抽象性也会带来误差,故DEVS-FIRE引入了动态数据驱动应用系统(DDDAS)[20],对仿真结果进行动态地调整,并结合粒子滤波算法(PF)[19]对从传感器获取的实时数据进行数据同化来降低这些误差。
从传感器获取的测量数据具有高度的空间相关性,如果将其孤立的看待,将导致原始粒子权重偏差较大,对系统状态分布的估计正确率降低。
为此,DEVS-FIRE采用一种传感器信息相关的方法。
4.林火蔓延研究展望目前林火蔓延模型都是针对林火的始发阶段,今后对森林大火和特大火的模型研究将成为重点[1]。
在DEVS-FIRE模型的基础上,我们可以尝试用其他方法对数据进行同化来降低估计误差。
虚拟现实地理信息系统技术(VR-GIS)的发展,为林火蔓延模型的研究向三维、立体可视化的方向发展提供了有力的技术保障。
物联网技术的兴起,为林火行为的预测、监控等,向智能化方向发展提供了保障。
WebGIS和OpenGIS的发展,使得林火蔓延仿真向网格化方向发展,成为一种多用户端的系统[21]。
地理信息系统(GIS)、卫星遥感(RS)和全球定位系统(GPS)的集成为获取更全面准确的数据信息提供了保障。
为此,我们在进行林火行为模拟数据采集过程中,引入其他类型的实时数据(如航空影像)。
5.结论从已有的林火模型研究来看,目前要建立一个理想的林火蔓延模型是比较困难的,不管是物理模型还是统计模型,都要对可燃物、气象条件和地形等因子进行统计意义上的估计[1]。
而这些因子随地域的不同而存在多样性和不确定性。
由于林火行为的复杂性,目前还没有一个真正具有普遍适用性的林火蔓延模型诞生。
我国对林火蔓延的研究多是建立在美国的Rothermel模型的基础上,并对其进行不断的改进,对其存在的局限性无实质性的突破。
结合我国森林生态系统的实际情况和自然特点,通过大量的实地观察与建模,获取更全面真实的参数信息,构建适合我国的林火蔓延模型,将是今后研究的重要方向。
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