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森林大火现场和被浓烟笼罩的悉尼。来源:澳大利亚《每日邮报》
近来,澳大利亚东南部地区林火持续肆虐。根据澳大利亚广播公司的消息汇总,在过去三个星期,山火席卷澳大利亚东南部,且日益难以控制。
动图:被烧伤的考拉在艰难爬行。 来源:推特
受大火影响的不仅是人类,还有澳大利亚独有的国宝动物——考拉。山火破坏了考拉80%的自然栖息地,超过1000只考拉死亡。加之森林恢复难度大、气候变化和疾病威胁等因素,澳洲考拉据称正面临功能性灭绝。
一个月前美国加州的大火还历历在目,今年3月四川凉山州境内的山火带走消防人员鲜活生命的伤痛还未抚平,如今澳大利亚再次因山火进入“国家紧急状态”……
天灾?人祸?答案也许不是你想的那样
若非被特大型火灾的报道所吸引,也许你觉得森林火灾和自己距离甚远,然而根据中国气象局的数据,从1999年到2007年我国的森林火灾上升趋势明显,期间共发生森林火灾78142起,林火发生的频率和过火面积不断扩大,600多人因此丧生。
影视作品中常常把森林草原的火灾描绘成自然灾害,闪电雷暴、气候变暖、火山爆发……然而在《中国林业统计年鉴:2004-2017各地森林火灾情况》中我们有了惊人的发现:绝大多数的森林火灾不是天灾,而是人祸!
2004~2017年我国森林火灾发生原因统计,根据《中国林业统计年鉴》数据整理。
数据显示,仅有1.3%的森林火灾是自然原因造成,已探明原因的8万多起火灾中,人为原因引起森林火灾的占比达到惊人的97%!
在我国,造成森林起火最常见的人类行为是烧荒烧炭、上坟烧纸、野外吸烟、小孩玩火和炼山造林。
烟头核心温度高达700℃至800℃。即使被踩灭,在树林中和草地上也极易容易复燃。来源:pixabay
随意丢弃在野外的塑料水瓶也会因为聚光作用点燃草皮。来源:pixabay
一颗烟头,一次野炊,一盏孔明灯……这些微不足道的火种足以葬送一片繁育数百年的原始森林。
山火扑救为何总杯水车薪?
人类为什么无法驯服森林火灾?到底是什么原因导致了越来越猖獗的森林火灾?
森林火灾主要有三类。最常见的为地表火;第二类是地下火,也称暗火,不见火焰,但烟雾浓重,蔓延速度也慢;第三类为树冠火,树冠火又可分为急进树冠火(又称狂燃火)和稳进树冠火(又称遍燃火)。稳进树冠火是森林火灾中危害最严重的一种,破坏性巨大,难以救援。
2017年加州大火的中心气旋。来源: Times reporting, Mapzen, OpenStreetmap.
树冠火火场中心的高温将空气抬升,低温空气迅速从四面八方补充过来,形成可怕的气流循环。热气将裹挟着燃烧的树枝向四周喷射,周边几十公里原本安全地地带也被一一点燃。
如果此时再遭遇大风,过火区域的烈焰将随风扩散。随时改变的风向使得救援工作充满不确定性。人工扑救效率低下,消防车储水能力有限且受地形限制,山火的燃烧速度甚至难以给我们足够的时间制作隔离带。
驯服“野兽” 数千年的拉锯战
火造就了人类的文明,推动了工业的发展,但是人类对火却常常失去控制,尤其是山火,如同一只难以驯服的野兽。千百年来和山火的交战中人类频频失手,
锻造与毁灭,似乎只在大自然的一念之间。
《武经总要》中记载的宋朝灭火器。来源:中国消防
古代森林防火靠一套完整的立法体制、司法体制、行政体制等综合运用得以实施。具体包括:设火官、立火兵、订火禁、修火宪、用火刑、施火政。早在黄帝时就设了专门管理用火安全的官员。
春秋时期,就有乐喜组织队伍从事灭火的记载。而到了唐朝,则出现了我国最早的消防工具:水囊和水袋。
据《武经总要》记载,宋朝消防队拥有大小桶、洒子、麻搭、斧锯、梯子、火叉、大索、铁猫儿、斧锯、灯笼、火背心……十八般武艺一应俱全,
这些专业的消防设备的使用,使得宋朝建立了世界第一支职业化的国家消防队。
然而面对山火,这些古老的救援设备很难派上用场,随着科技的发展,各式各样的消防神器也应运而生。
灭火装甲车。 来源:知乎
利用履带式装甲车越野性能好的优势,尽可能抵达第一线参与救灾,紧急情况下甚至可以闯入火场中,营救被困的人员,极大地提高了灭火效率以及自身的安全性。
空中有直升机和水上运输机来进行灭火剂和水的投放,突破了地形的限制从天“降雨”。
为了近距离灭火,“战斗民族”俄罗斯还将坦克和大型发动机组合,制作风力灭火车。作用原理类似我们用嘴吹灭蜡烛,降低着火点的含氧量从而控制火势。
面对蒸腾而上的高温气体,直升机往往不能接近火灾中心,针对森林火灾难以扑灭的特点,远程投射式灭火设备发挥了至关重要的作用。今年凉山火灾中一款名为“119超远程森林灭火系统”的装备就投入使用,其最大射程8公里,单枚灭火炮弹扑灭面积达到20平方米,灭火弹内置的超细干粉灭火剂,在爆炸后可以对火源进行覆盖,隔绝燃烧物和空气,使燃烧物没有了氧气作为助燃剂,以此来达到灭火的目的。
防患于未“燃” 预警比扑救更关键
森林防火有个口号是“打小,打早,打了”,预防比灭火重要。在森林火灾与消防工作中,“防”的代价远远小于“消”,为应对森林火灾,预警巡视工作更为重要。
在古代除了奔走相告、敲锣打鼓,并没有有效的火灾预警监测机制。1837年,摩尔斯发明了电报。美国波士顿有个叫威廉·钱宁的医生是个消防迷,他利用无线电技术和摩尔斯电码开发了向消防队报火警的手动火灾报警系统。
百年前的美国消防报警箱和接警中心。来源:《消防手册》1896年版
发生火灾时,路人通过街上的报警箱,拉下启动器,报警信息就会传到接警中心,确定起火地点。
电网山火广域实时监测告警系统。 来源:国资委规划发展局
与传统的瞭望塔值守和人工巡逻相比,现代化的森林防火智能检测系统大大提升了监测效率。常见的森林防火数字化监控预警系统由前端智能监测基站、传输网络、后端监控管理平台及输出展示系统系统构成。
结合气象站的监测信息,全天候远红外热成像、可见光透雾摄像机、长焦距变焦透雾镜头、激光照射器等设备可识别火苗和烟雾,及时报警。
全国森林火险气象等级预报(20191124)。来源:应急管理部森林防火预警监测信息中心
根据气象台的信息,结合湿度、温度、风力等信息,应急管理部森林防火预警监测信息中心,每日都会发布全国森林火险气象等级预报,上图的警报是第19235条。
应对山火 国网还有利器
2018年11月8日,美国太平洋煤气电力公司(PG&E)一根带电线路从电网上掉落。数小时后,大火吞没了整个地区并最终摧毁了整个天堂镇。PG&E的设备在2017年和2018年引发了十多起重大火灾。数次电气火灾的赔偿金高达300亿美金,迫使PG&E在2019年1月申请破产。
森林草原火灾的危害严重威胁世界各地的电网安全,造成大量线路跳闸和烧损,成为电网安全运行最严重的隐患之一。山火影响因素众多、随机性大、分布又广,行之有效的电网山火防治技术和高效带电灭火装备,成为应对山火的必备利器。
国网湖南电力员工在电网山火监测预警站点检查设备。来源:国网湖南电力
为应对山火灾害,国家电网聚合电力、气象、信息、材料、机械等专业团队,不断升级防治方案、研发救灾设备。今年年初,国网湖南电力“电网大范围山火灾害带电防治关键技术”项目荣获2018年度国家技术发明二等奖。这一技术填补了国内外电网山火广域监测技术空白。
电网山火定量预报方法、山火广域实时精准监测技术、电网山火广域实时监测预警系统、电网山火带电灭火方法、小流量高扬程灭火技术……国网的山火法治工作从火前监测预警、火场带电灭火、火情定量分析形成较为完整的应对方案。
11月5日,国网湖北检修公司员工安装视频监控装置,为防山火、防外破工作助力。来源:国家电
从“用好电”到“智慧电”,泛在电力物联网的建设中,安全用电是构建能源互联网生态圈的基石和保障。国家电网不断尝试应用移动互联、人工智能等技术,让电网变得更“聪明”,更安全。国网公司各单位也着力推进建设基于泛在电力物联网的智能电力消防体系和基于多源信息融合的智能防灾减灾体系。
目前,国网湖南电力研发的山火卫星监测系统,已经全面覆盖了国家电网供区范围内220千伏及以上电压等级的输电线路。
依托泛在电力物联网的建设理念,借助每秒630万亿次预算能力的超级计算机,国网湖南电力防灾减灾中心通过大数据分析近15年100多万火点数据,得到了二十四节气山火分布规律表,运用强大的算力获取人为活动对山火的影响规律,使山火预测精度达到97.94%。
大连市大黑山南坡,巡检员工正操控无人机飞进山中,将山火巡视情况实时传回到地面。来源:国家电网报
国网安徽电力运用泛在电力物联网思维,在山火高发区段,通过安装视频、微拍等智能监控装置,结合智能算法,对抓拍的图像进行自动筛选,对可能造成线路隐患的图片信息将第一时间发送给运维人员和调度控制室的终端,做到隐患早发现、早处置,让我们从被动防灾转向了主动避险。
当前,公司系统检修施工和基建建设任务繁重,电网逐步进入迎峰度冬阶段,临近年底安全风险因素增多。
11月7日,国家电网有限公司安全监察部印发通知,要求强化责任落实,严格监督管理,做好秋冬季安全管理工作,确保全面完成全年安全生产任务。
人们都知道要趋利避害,可当它真出现时,人类的努力又显得如此杯水车薪。即便是再精确的预警系统也不能预知未来,再先进的扑救手段也不能挽回生命。任何人都不能在大自然的愤怒里全身而退。我们能做的也许只是微不足道的小事,不在森林草原中吸烟野炊,及时带走易燃垃圾……
森林防火重于泰山。
这句话是用血的教训换来的。