Page 142 - 森林资源的培育与保护及其开发利用

森林资源的培育与保护及其开发利用
Cultivation, Protection and Exploitation of Forest Resources

性。动力燃烧状态下，爆燃着火发展迅速并释放大量能量，所以在宏观上爆燃火是突
发的。从爆燃起火的形成过程来看，在爆燃起火发生前出现了缺氧燃烧并产生了大量
可燃混合气体，只有这些混合气体的数量和浓度达到可燃下限，火场的高温或火源引
燃可燃气团时才会发生爆燃火。从火灾发生条件来看，爆燃着火的形成因素不是单一
的，需要特殊的可燃物、极端天气、复杂地形条件等因素的综合作用。所以爆燃起火

的发生具有偶然性。
3. 燃烧强度大且蔓延速度快
林火爆燃行为是一个自激过程，爆燃着火本身引起的对流会对燃烧区产生反馈，

从而改变其特性，火灾蔓延急剧增加，导致火灾失控。爆燃起火可能发生在陡坡和峡
谷中，风因子对爆燃起火也有影响。受地形加速、环境风加速效应，爆燃着火燃烧
强度大、蔓延速度高。Coen 等将数值天气预报模型与火灾行为模块双向耦合，模型
（CAWFE）验证了大气条件、燃料特性和地形坡度决定了火灾蔓延速度和方向，火

释放的热量反过来影响附近的风，特别是产生火风。大气的不稳定性也会对风场分布
产生重大影响，从而影响到燃烧速度，此外，大气的不稳定程度有助于流柱的发展，
增进了火烧强度等在研究火灾与大气的相互作用过程中，耦合分析了 Clark-Hall 大气

预测模型与火灾燃烧模型，表明火灾释放的热量与气体进入大气，引起火场区域空气
强烈流动，空气的流动反过来进一步影响火灾的蔓延速率和方向。高坡度地形下火焰
两侧气流不均匀，火焰两侧的压差使火焰偏离竖直方向，向上坡面附着，大大加强火
前方向上坡面对流传热，提升林火蔓延速度，火头冲击式快速向前蔓延，其蔓延速度
大大超过了常规林火蔓延。

（二）“爆燃”形成机制
可燃物、火源、气象构成森林燃烧三要素。爆燃着火的形成非常复杂，关联于森
林有效可燃物、干旱条件、风速和大气的不稳定性等。爆燃主要取决 4 个条件的“串联”

作用。有效可燃物对于火行为是一个关键因子，发生森林爆燃起火必须积累足够的有
效可燃物，且可燃物含水率低、易燃烧。有效可燃物增加对火强度的影响常常增长很快，
其原因之一就是对流交换的能量所致的。地形地势是间接的生态因子，在陡坡、窄谷、
窄山脊线、葫芦峪、鞍部或破碎地形处的林火会受到地形影响，产生气流变化，热分

解产生大量高浓度可燃气体，突遇大风补充大量氧气便产生爆燃。
1. 气体燃烧
爆燃着火的实质就是非均质混合气体燃烧，属于一种化学爆炸行为。在炎热的天
气下，在夏天或火灾来临时，植物会释放出挥发性有机化合物，温度越高，挥发性有

机化合物的排放量就越大。在特定的条件下（主要是地形、气象和大气），可燃气体
在适当区域聚集，因此，非均质混合气体的浓度可能会达到爆炸下限，在与火接触时

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