森林防火基本知识
第一章林火基础理论
林火基础理论主要阐述林火的性质、林火燃烧现象、林火行为，林火发生发展的基本规律以及林火与环境因子之间的相关性，它是阐述林火预防和扑救的基础。
第一节森林燃烧
1、森林燃烧
森林燃烧也就是林火，是自然界中燃烧的一种现象。森林中的可燃物，在一定温度的作用下，快速与空气中的氧气结合，发光发热的化学物理反应，称为森林燃烧。
森林燃烧分为有焰燃烧和无焰燃烧。
(1)有焰燃烧:在点燃后，能挥发出大量的可燃性气体，产生火焰，也称为明火。
(2)无焰燃烧:在燃烧时，不能挥发出足够的可燃性气体，不产生火焰，也称为暗火。
2、森林燃烧必须具备三个要素，即森林可燃物、氧气和一定温度(即:热源或称火源)。三者构成燃烧三角。如果缺了其中任何一项燃烧就会停止。
3、林火的两重性。林火具有害和有益两重性，火可以造成资源的破坏，可以造成动植区系的破坏，可以引起水土流失，污染大气等。但火可以维持生物的多样性，可以维持景观的多样性，可以改善某些动植物的生存条件，可以提高土地的肥力，促进植物生长、开花、结果、产脂、更新等等。我们要限制火对森林有害的一面，利用火对森林有利的一面。
(1)森林火灾，失去人为控制，在森林中自由蔓延和扩展，对森林、生态环境、人类生命财产带来一定危害和损失的森林燃烧称为森林火灾。
(2)计划烧除。计划烧除就是在人为控制下，在指定的时间、地点，为达到预期的森林经营目的有计划的用火。
第二节林火发生的三个条件
林火发生必须具备3个条件，即:森林可然物，火险天气和火源。
1、森林可燃物
森林可燃物是林火发生的物质基础。
2、火险天气
在森林可燃物和火源具备的情况下，林火能否发生主要取决于火险天气，一般来说，火险天气也就是有利于发生森林火灾的气候条件，如气温高、降水少、相对湿度小、风大、长期干旱等。
3、火源
火源是发生林火的关键因素，分为自然火源和人为火源两大类。在通常情况下，发生林火的最低能量来自森林的外界。可燃物温度升高达到燃点而引起自然(如泥炭自然)的情况是十分少见的。
(1)自然火源。自然火源有雷击、火山爆发、陨石坠落和可燃物自燃等。
(2)人为火源。人为火源是林火发生的主要火源。有生产性火源和非生产性火源。人为火源引发的林火在世界各国都占有很大比例。
第三节林火行为
林火行为也就是林火的特性，即林火从着火开始直至熄灭的整个过程中所表现出的各种特性。
林火行为表现的主要特征有林火的蔓延速度，林火强度、飞火、火旋风、火爆及林火种类。其中林火蔓延、林火强度是衡量林火行为的2个主要指标。
1、林火蔓延
森林着火后，向四周不断蔓延和扩展。蔓延的本质是热传播。
(1)热传播的方式有三种:热对流、热辐射和热传导。
(2)林火蔓延形状。
林火蔓延主要决定于风和地形。在地形平坦而又无风时，火向各个方向等速蔓延，其形状近似圆形。风向较稳定时，火蔓延形状为长椭圆形，当风向不稳定时，呈小角度(30°-40°)摆动，火蔓延多呈扇形。当遇到地形起伏时，火在谷地间蔓延缓慢，而在山的侧脊蔓延快，形成“V”形状。当风向改变时，原来的火翼或火尾有可能变为火头。当火场较大且地形较复杂时，火场的最终形状多呈鸡爪形。
2、林火强度
林火强度是指单位时间、单位火线长度上能量释放的量。
林火强度可分为低、中、高3种强度。通常认为低强度的火，其火焰高度为0.5-1.5m;中强度火，其中火焰高为1.5-3m;高强度火，其火焰高度为3m以上。
3、对流柱
燃烧时产生的热空气垂直向上运动，四周冷空气补充产生对流热，加之火场有部分热能变为动能，推动热空气上升，这样在燃烧区域的上方形成一个升起的烟柱。
(1)飞火
燃烧物在强风和上升气流的作用下，传播到火线前方，产生新的火点，称之为飞火。有时飞火的距离可达到几公里，十几公里或更远。
(2)火旋风
在燃烧过程中，由于热的不平衡而使火呈快速旋转式向前蔓延，称为火旋风。一般在山地比平原上发生火旋风多。
(3)轰燃
在地形起伏较大的山地条件下，由于沟谷两侧的高坡徒，当一侧森林燃烧剧烈，火强度很大时，所产生强烈的水平传递(主要是热辐射)容易到达对面的山坡，当对面山坡接受足够热量，会突然产生爆炸式燃烧，这种现象称为轰燃。
(4)林火种类
林火通常划分为地表火、树冠火和地下火3种类型。
第四节林火时间与地理分布
1、林火时间分布
在一定的地理区域内，不同年份，不同季节及一天中不同时刻林火发生不同。
(1)季节变化
在一年中，同一地区，由于不同季节气候条件和植被特点不同，森林火灾的发生随季节而变化。
防火期:指一年中具备森林火灾发生条件(主要是气候和植被)需要进行有组织地防火的各时期。防火期亦谓火灾季节。不同气候区，防火期的长短有很大差异，通常可持续几个月或更长。
(2)日变化
在一天中，不同时刻由于温度、湿度、风等气象因子变化不同，林火发生不同。大致可划分如下几个时段:地方时10:00-14:00时，最容易发生火灾;14:00-18:00时，较容易发生火灾;18:00-21:00及7:00-10:00能发生火灾;21:00-7:00时，很少发生火灾。一天中火灾的发生除与气象因子变化密切相关外，还与人们活动有关。容易发生火灾的时段也是人们活动频繁的时间。
2、林火地理分布
林火的地理分布主要表现在纬度变化不同森林火灾发生不同。在低纬度的热带地区，一般不发生火灾。随着纬度增加为亚热带和暖温带气候，森林为常绿阔叶林和落叶阔叶林，有明显的干、湿季之分，降雨量集中在湿季，干季为火灾季节。随着纬度的又增加，则为温带气候，森林为针阔混交林，夏季多雨湿润、冬季积雪，火灾主要发生在春、秋两季，以春季火灾危险较严重，一般大的森林火灾都是在春季发生的。
第五节气象因子与林火
林火气象因子是形成林火气象规律的关键要素。气象因子种类繁多，现仅就林火密切相关的几个主要气象因子进行简要介绍。
1、气温
气温的高低是随太阳辐射对地球表面的强弱而改变的。太阳辐射是指地球接受来自太阳的电磁波能量，主要是可见光、紫外线和红外线。通常气温是用来表示大气冷热程度的物理量，是指距离地面1.5m高处的空气温度。气温常用摄氏度表示(℃)。每天气温以日出前最低，午后两点左右为最高。温度直接影响相对湿度的变化，日最高气温往往是某一地区着火与否的主要指标。气温升高能加速可燃物的干燥，使可燃物达到燃点的所需热量大大减少。
2、空气湿度
空气湿度是用来表示空气中水汽含量多少或表示空气干湿程度的物理量。
实际水汽压与同温度下空气中水汽压之比称为相对湿度。
相对湿度的日变化主要决定于气温。气温增高，相对湿度就减少;气温下降，相对湿度就增大。因此相对湿度的日变化有一个最高值，即出现在清晨;有一个最低值，即出现在午后。通常林区处在高火险天气时，相对湿度小于30﹪以下。
3、降水
从云中降落到地面上的液体或固态水的滴粒称为降水。降水直接影响可燃物含水量，特别是死可燃物。据调查，月降水量超过100㎜时，一般不发生火灾，即使发生也会降低火势或使火熄灭。
4、风
空气在水平方向上的运动称为风。风速是指单位时间内空气在水平方向上流动的距离。风是影响林火蔓延和发展的最重要的因子。风不仅能加速可燃物水分蒸发而干燥，补充火场的氧气，同时增加火线前方的热量，使火烧的更旺，蔓延得更快。在连旱高温的天气条件下，风是决定发生森林大火的最重要的因子。
第六节地形与林火
1、坡向对林火的影响
不同的坡向受太阳的辐射不一。南坡受到太阳的直接辐射大于北坡，偏东坡上午受到太阳的直接辐射大于下午，偏西坡则相反。即南坡吸收的热量最多，西坡要大于东坡，北坡吸收的能量最少。南坡的温度最高，可燃物干燥、易燃。
2、坡度对林火的影响
不同坡度，降水停滞不一样，陡坡降水停留时间短，水分容易流失，可燃物非常容易干燥;相反，坡度平缓降水停留时间长，可燃物湿，不容易干燥，不容易着火和蔓延。
火在山地条件下蔓延与坡度密切相关，坡度愈大，火的速度蔓延的愈快，相反，坡度平缓火蔓延缓慢。
3、海拔高度对林火的影响
随着海拔高度的不同，直接影响气温变化，同时影响降水。一般海拔愈高，气温愈低，形成不同植被带，出现不同火灾季节。
4、坡位对林火的影响
在相同的坡向和坡度条件下，不同坡位的温湿状况、土壤条件、植被条件不同。从坡底到坡腹、坡顶，温度由高到低，土壤由肥变瘠，植被由茂密到稀疏。其气温变化也较为复杂。高山，每上升100m，气温下降0.5℃左右。其中小山地，山顶受地面日间增温、夜间冷却的影响较小，风速较大，夜间地面的冷空气可以沿坡下沉，换来自由大气中较暖的空气，因此气温日较差小。凹地则相反，气流不通畅，白天在强烈的阳光下，气温急剧增高，夜间冷气流下沉，谷底和盆地气温特别寒冷，因此气温日较差大。
一般性况下，坡底的着火日夜变化较大，白天强烈，夜间较弱。坡底的植被，一旦燃烧，其火强度很大，顺坡加速蔓延不易控制。坡顶的林火日夜变化较小，其火强度较低。
5、地形风对林火的影响
(1)山风和谷风
山坡受到太阳照射，热气流上升，就会产生谷风，通常开始于每天早上日出后15-45分钟。当太阳照不到山坡时，谷风消失，当山坡辐射冷却时，就会产生山风。
(2)峡谷风
若盛行风沿谷的长度方向吹，当谷地的宽度各处不同时，在狭窄处风速则增加，称为峡谷风。峡谷地带是扑火危险地带。
(3)渠道效应
如果盛行风向不是垂直于谷长的方向，可发生“渠道效应”使谷中气流沿谷的长方向吹。在扑救森林火灾和计划烧除时，不仅要注意主风方向，更要注意地形风。
(4)鞍形场涡流
当风越过山脊、鞍形场，形成水平和垂直旋风。鞍形场涡流带常常造成扑火人员伤亡。
