內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)的雷擊火分布規(guī)律研究

杜 野

（內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)森林公安局，內(nèi)蒙古 根河 022363）

內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)的雷擊火分布規(guī)律研究

杜 野

（內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)森林公安局，內(nèi)蒙古 根河 022363）

內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)由于其特殊的地理位置，山形地勢以及氣候條件，導(dǎo)致雷擊火的頻發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2008-2017年就發(fā)生了127起雷擊火，國家森林資源遭受了巨大損失。對(duì)內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)近10年雷擊火進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、歸納及對(duì)比，總結(jié)出其中的起火點(diǎn)位置分布與時(shí)間分布的特點(diǎn)，并借助有關(guān)資料對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行剖析，找出雷擊火發(fā)生的共性規(guī)律，以提高相關(guān)火災(zāi)的處置效率。

內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)；雷擊火；雷電；降雨量；雷暴

雷電引發(fā)的森林火災(zāi)，造成的損失與危害極大，常常導(dǎo)致成片森林被毀。我國森林雷擊火災(zāi)主要發(fā)生在大興安嶺，其中內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)尤為突出，幾乎每年都有森林雷擊火，是全國森林雷擊火災(zāi)發(fā)生最多最集中的區(qū)域。近年來隨著全球氣候變暖，內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)的夏季，高溫、干旱等極端天氣氣候明顯增多。這種氣候變換使得該地區(qū)夏季森林雷擊火災(zāi)呈逐年上升的態(tài)勢，為了有效提高雷擊火的處置效率，筆者對(duì)內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)森林公安局近10年的雷擊火工作資料進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，試圖找出其中的共性規(guī)律。

內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)位于大興安嶺山脈北部西北坡、額爾古納河下游，南與內(nèi)蒙古莫爾道嘎林業(yè)局、滿歸林業(yè)局接壤；西、北以額爾古納河與俄羅斯為界；東與黑龍江省漠河縣毗鄰。其中包括奇乾、烏瑪、永安山3個(gè)林業(yè)局。東西寬約120 km，南北長約140 km，地理坐標(biāo)為：東經(jīng)120°01′30″～121°48′00″，北緯 52°01′30″～53°20′00″[1]。地貌為：中、低山地，由西北向東南逐漸升高。區(qū)域內(nèi)有大小山峰1 743座，最高海拔為1 287 m，位于永安山林業(yè)局毛河林場與烏瑪林業(yè)局和黑龍江省交界處；最低海拔為308 m，位于永安山林業(yè)局恩和哈達(dá)河口；平均海拔一般為500～1 000 m。大小河流400余條，動(dòng)植物1 300多種。北部原始林區(qū)總面積為947 702 hm2，森林覆蓋率95.38%[2]。

1 雷擊火起火點(diǎn)位置分布

2008-2017年內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)雷擊火起火點(diǎn)共127個(gè)。其中山間谷底雷擊火起火點(diǎn)為3個(gè)，所占比例為2.3%；山中平地雷擊火起火點(diǎn)為17個(gè)，所占比例為13.3%；山脊雷擊火起火點(diǎn)為22個(gè)，所占比例為17.3%；山坡雷擊起火點(diǎn)為85個(gè)，所占比例為66.9%（包括東南坡方向的57個(gè)，占比44.9%，西北坡方向的28個(gè)，占比22%）。值得注意的是，在靠山臨水的面積較大的低谷潮濕地(俗稱塔頭地)易受雷擊，雷擊物常常是明顯高于地表的矮樹。

根據(jù)近10年內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)雷擊火起火點(diǎn)分布的資料，從10年的雷擊次數(shù)與比例的分布來看，山中平地遭雷擊火要多于峽谷,并呈現(xiàn)山間谷底雷擊火起火點(diǎn)數(shù)量＜山中平地雷擊火起火點(diǎn)數(shù)量＜山脊雷擊火起火點(diǎn)數(shù)量＜山坡坡度逐漸遞增區(qū)域雷擊火起火點(diǎn)數(shù)量。其中山間谷底處于6個(gè)的低值區(qū)，山坡處于85個(gè)的高值區(qū)。從10年的雷擊次數(shù)與比例的分布來看，在高值區(qū)的山坡中，山的東南坡遭雷擊要多于山的西北坡。

2 雷擊火的時(shí)間分布

由表1可知，內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)1～3月、10～12月無雷擊火，4～9月有雷擊火，4～6月逐月遞增，6月達(dá)到最高值，7月開始迅速減少。雷擊火主要集中在5～7月，尤以6～7月雷擊火最頻繁。雷擊火易發(fā)生在午后到上半夜時(shí)間。

表1 2008-2017年內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)各月份雷擊火發(fā)生次數(shù)

由表2和圖1可知，內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)2009年、2013年與2016年雷擊火出現(xiàn)次數(shù)較少，2008年、2010年與2017年雷擊火出現(xiàn)次數(shù)較多，2008年達(dá)到最高值，2009年達(dá)到最低值。同時(shí)，內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)2008年、2010年與2017年降水量較少，2009年與2013年降水量較多，2009年達(dá)到最高值，2008年達(dá)到最低值。根據(jù)圖1可以看出，內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)雷擊火數(shù)量與降雨量關(guān)系為：隨著降水量的增多，雷擊火的數(shù)量在減少，降水量低于350 mm時(shí)雷擊火發(fā)生的次數(shù)明顯增加。

表2 2008-2017年內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)年降雨量與雷擊火次數(shù)

圖1 2008-2017年內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)雷擊火次數(shù)與降雨量關(guān)系

綜上所述，內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)雷擊火的時(shí)空分布表現(xiàn)出如下特點(diǎn)：山坡發(fā)生雷擊火的次數(shù)多于山中平地，山中平地發(fā)生雷擊火的次數(shù)多于山間低谷；東南方向的山坡遭雷擊要多于西北方向的山坡；在靠山臨水的面積較大的低谷潮濕地（俗稱塔頭地）易受雷擊。雷擊物常常是明顯高于地表的矮樹。每年雷擊火隨著降水量的增多而減少。每年的6～7月雷擊火爆發(fā)頻繁。

3 雷擊火規(guī)律剖析

根據(jù)內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)近10年雷擊火的數(shù)據(jù)分析，結(jié)合相關(guān)資料，我們找到了當(dāng)?shù)乩讚艋鸢l(fā)生與時(shí)間、地點(diǎn)及降雨的關(guān)系。

3.1 與內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)的地理位置、氣候特點(diǎn)有內(nèi)在的聯(lián)系

內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)屬于中、高緯度地帶，平均海拔在800 m以上，平均氣溫比嶺南低3～5℃[3]。在5月底6月初，來自貝加爾湖、蒙古國的冷鋒氣旋在內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)一帶通過的機(jī)會(huì)較多。隨著貝加爾湖、蒙古國冷空氣的到來，在內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)上空凝結(jié)而形成冷鋒面，由于冷空氣溫度低以及北部原始林區(qū)山巒起伏的地形特點(diǎn)，一些含水量少的局部地區(qū)，水氣不足在冷鋒面作用下，就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)雷陣雨和干打雷不下雨的雷暴天氣現(xiàn)象[4]。頻繁的雷擊再加上北部林區(qū)地下礦藏豐富、具有引雷作用，以及枯立木、獨(dú)立木較多，這樣在較為空曠的地帶遭雷擊的概率就大于其他地方。

另外，一般雷暴云是沿山勢走向移動(dòng)的，有時(shí)較強(qiáng)雷暴云可越過山峰，并且在越過山峰過程中沿上坡方向移動(dòng)時(shí)雷暴逐漸增強(qiáng)，沿下坡方向移動(dòng)時(shí)逐漸減弱，在通過水面時(shí)較弱。雷擊森林火災(zāi)的起火點(diǎn)是即時(shí)云地閃電發(fā)生的位置，所以森林雷擊火災(zāi)的起火點(diǎn)大多發(fā)生在較靠近山頂?shù)陌肷窖浚苌侔l(fā)生在谷底和河邊[5]。由于內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)位于大興安嶺山脈北部西北坡，地貌為中、低山地，由西北向東南逐漸升高，故內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)雷擊火呈現(xiàn)出：山坡多于山中平地、山中平地多于山間低谷，以及東南方向的山坡遭雷擊要多于西北方向的山坡等特征。因此，對(duì)于疑似的雷擊森林火災(zāi)尋找起火點(diǎn)時(shí)，應(yīng)該在靠近山頂處的枯立木、獨(dú)立木較多的空曠地帶首先進(jìn)行。

3.2 與內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)的降水量有直接關(guān)系

對(duì)表1、表2和圖1結(jié)果進(jìn)行綜合分析，我們發(fā)現(xiàn)，越干旱年份，雷擊火就越多。雷擊火多發(fā)生在6～8月，每年這個(gè)時(shí)期都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)雷擊火高潮。雷擊火的發(fā)生時(shí)段也有一定的規(guī)律性，主要集中在下午的14～17時(shí)，這也和雷暴發(fā)生的時(shí)段相符合。雷擊火的發(fā)生與雷暴、連旱天數(shù)、溫度、相對(duì)濕度和可燃物含水率有關(guān)，主要因素取決于降水量的多少[5]。當(dāng)可燃物的含水率達(dá)到不能燃燒時(shí)，雷暴的次數(shù)再多也不能構(gòu)成雷擊火。當(dāng)年降水量在400 mm以上時(shí)，雷擊火就少，降水量在350～300 mm時(shí)，雷擊火就多于往年。越是干旱天氣，雷擊火越多，造成的損失也越嚴(yán)重。近年來隨著全球氣溫升高，內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)降水量與雷擊火的反比關(guān)系更加明顯。

3.3 與內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)可燃物有直接關(guān)系

內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)的雷擊火頻發(fā)與其植被狀況有著密切聯(lián)系。林區(qū)生長的喬木、灌木、草類、苔蘚、地衣及枯枝落葉、腐殖質(zhì)和泥炭等都是可燃物[6]。一旦出現(xiàn)干雷暴的天氣和較高的地形，就構(gòu)成了雷擊火發(fā)生的火環(huán)境。長期干旱降水少，可燃物失水嚴(yán)重，雷暴發(fā)生后，干燥的植被容易引火燃燒森林中積累的這些可燃物[7]。起火之后，遇上大風(fēng)就能使火災(zāi)迅速蔓延。所以雷擊火的分布與雷暴系統(tǒng)的路徑及植被狀況分不開。內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)是緯度較高的林區(qū)，雷擊火多，其海拔在800 m以上山脈的腹部或山頂?shù)穆淙~松—偃松林以及樟子松—偃松林地區(qū)為該林區(qū)雷擊火發(fā)生最集中區(qū)域。

3.4 與內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)雷擊的選擇性有直接關(guān)系

關(guān)于雷擊的選擇，雷擊火數(shù)量只能給人們提供概略的情況。事實(shí)上，即使在同一地區(qū)內(nèi)，雷電活動(dòng)也有所不同，有些地區(qū)雷擊要比鄰近地區(qū)多得多，如山坡、山間低谷、山間平地等地。我們稱這些地方為該地區(qū)的雷擊區(qū)。雷擊區(qū)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)。蘇聯(lián)H.C.斯捷柯里尼科夫（CTehojh?kob）曾用模擬試驗(yàn)的研究方法證明[8]，如果地面土壤電阻率的分布不均勻，則在電阻率特別小的地區(qū)，雷擊的概率較大。這就是在同一區(qū)域內(nèi)雷擊分布不均勻的原因。這種現(xiàn)象我們稱之為雷擊選擇性。試驗(yàn)結(jié)果證明，雷擊位置經(jīng)常在電阻率較小的土壤上，而電阻率較大的多巖石土壤被擊中的機(jī)會(huì)很小。這是因?yàn)樵诶纂娤闰?qū)放電階段中，地中的電導(dǎo)電流主要是沿著電阻率較小的路徑流通，使地面電阻率較小的區(qū)域被感應(yīng)而積累了大量與雷云相反的異性電荷，雷電自然就朝這些地區(qū)發(fā)展。H.那林達(dá)（Norinder），O.沙卡（Sal?ka）和前面提到的H.C.斯捷柯尼科夫的試驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)際調(diào)查資料證明：土壤電阻率較大的山區(qū)和平原，雷電選擇性都比較明顯；雷擊經(jīng)常發(fā)生在有金屬礦床的地區(qū)、河岸、地下水出口處、山坡與稻田接壤的地上和具有不同電阻率土壤的交界地段[8]。在湖沼、低洼地區(qū)和地下水位高的地方也容易遭受雷擊。此外，林區(qū)的地貌與地勢，也是影響雷擊選擇性的重要因素。當(dāng)放電通道發(fā)展到離地面不遠(yuǎn)的空中時(shí)，電場受地面物體影響而發(fā)生畸變。如果較緩地勢上有一座坡度較陡較高的山丘，由于這種地勢的山坡與山脊具有較大的電場強(qiáng)度，雷電先驅(qū)自然會(huì)被吸引向這些山丘，這就是高聳突出的山體容易遭受雷擊的緣故。在林區(qū)即使山體并不高，但是由于樹木比較孤立、突出，因此也比較容易遭受雷擊。調(diào)查結(jié)果表明，空曠地帶枯立木、獨(dú)立木多，遭雷擊的概率大于其他地方。前面所談到的這些雷擊選擇性，僅僅是一些常見的例子，但已經(jīng)給我們提供了雷擊選擇性的資料，因而對(duì)森林防火相關(guān)工作人員進(jìn)行雷擊火現(xiàn)場勘查工作有重要的意義。據(jù)此我們可以決定哪些區(qū)域、哪棵樹木為重點(diǎn)排查對(duì)象，有效地縮小了勘查范圍。

4 結(jié)語

通過有關(guān)資料，對(duì)內(nèi)蒙古北部原始林區(qū)的雷擊火規(guī)律進(jìn)行了分析，總結(jié)出了雷擊火與地理位置、氣候條件、降水量、可燃物以及雷擊選擇的規(guī)律性認(rèn)識(shí)[9]。根據(jù)這些規(guī)律，森林防火相關(guān)工作人員可以結(jié)合自己轄區(qū)的地理位置、氣候條件、降水量、可燃物的特點(diǎn)，有效地推測雷擊火爆發(fā)的可能性與高發(fā)期，提前做好防護(hù)，妥善安排相關(guān)工作。雷擊選擇性規(guī)律可以幫助森林防火相關(guān)工作人員在雷擊火現(xiàn)場勘查活動(dòng)中有效縮小勘查范圍，提高工作質(zhì)量與效率。

[1]王君女.淺析內(nèi)蒙古大興安嶺北部原始林區(qū)森林資源狀況[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)，2015，38（3）：39-40.

[2]王文剛.內(nèi)蒙古大興安嶺北部原始林區(qū)野生植物資源分布及保護(hù)利用[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì),2014,37(5):130-131.

[3]舒立福，王明玉，張連生，等.大興安嶺北部林區(qū)夏季林火發(fā)生的氣象環(huán)境[D].北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院，2007.

[4]劉志德，氣象與林火關(guān)系[J].氣象，1987,32(1)，25-32.

[5]周素娟，閆迎霞.淺談雷擊森林火災(zāi)起火點(diǎn)的尋找與判斷[J].黑龍江科技信息，2011，(15)：9.

[6]舒立福，王明玉，田曉瑞，等.大興安嶺林區(qū)地下火形成火環(huán)境研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2003,（4）：62-67.

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S762.3

A

2017-10-29

陳小華）