基于入射辐射的森林火险预报模型

将2005-2008年广西635个森林火灾样本分别与FY-2地面入射太阳辐射量和温度日较差值进行了相关分析。结果表明:FY-2地面入射太阳辐射量和温度日较差值两者与森林火灾的发生都具有良好的相关性。确定FY-2地面入射太阳辐射量和温度日较差值在森林火险预报模型中的影响权重系数,并在考虑可燃物类型权重系数的基础上,增加了入射太阳辐射指数,结合日最高温度、日最低相对湿度、日降雨量和日最大风速等因子的影响权重系数,建立了基于入射辐射的森林火险预报模型(简称:IR-3F模型)。利用2009-2012年广西783个森林火灾样本对IR-3F模型进行检验,预报精度达到82%。     

大兴安岭森林火险季节动态特征及其气候条件分析

森林火险季节是火环境中的一个重要因子，对于森林防火实际工作具有十分重要的意义。本文利用内蒙古大兴安岭林区近30年的林火资料和临近火点的气象资料。对比分析了该地区森林火险季节的时空分布特征及其与气候条件的关系。结果表明：该地区多年平均森林火险季节长度大于200d，且20世纪80年代以来呈增长趋势；南北林区火险季节指标差异明显，南部林区比北部林区进入火险季节的时间早而结束晚；森林火险季节长度与全年无雪日数有关，起止日期与春季和秋季的日平均气温－5℃的日期相符合。     

内蒙古森林气象火险等级数值模拟个例研究

按照中尺度模式与统计方法相结合的思路,对缺少观测资料的森林地区进行气象火险等级模拟,可以达到森林火险预警的目的.采用这一方法可以大大提高森林气象火险服务的能力,提供具有高时空分辨率的森林火险预警信息.以1997年5月2日内蒙古绰尔发生的特大森林火灾为例,利用一个三维M-γ尺度大气-土壤耦合模式,对该地火灾发生前、中、后期的气象要素场进行了模拟,并根据森林气象火险等级综合指数,最后得到了研究区域的气象火险等级时空分布状况.结果表明,该中尺度模式模拟能力强,气象要素场的模拟结果基本符合山区气候变化规律,分析的森林气象火险等级分布与实际情况符合得较好.由此可见,采用中尺度模式进行火险预警的方法,可以为森林防火提供较为可靠的指导.     

草原火险等级预报研究

我国草原主要分布在北方干旱、半干旱地区,频繁发生的草原火灾给畜牧业生产、人民生活及草地生态系统带来了巨大的损失,还可能引起森林火灾,使损失进一步扩大.草原火险等级预报技术可以预测和预报草原火灾的发生和发展,大大减少火灾的发生次数和带来的损失.根据我国北方草原生态和环境特点,综合影响草原火灾发生和发展的因子,选择温度、相对湿度、风速、降水量、枯草率、可燃物干重和草地连续度共7个基本指标构造了基于遥感的草原火险指数.根据计算得到的草原火险指数,将研究区域的火险状态划分为低、中、高和极高4个等级,用来预测草原火灾发生的可能性、扩展速度和扑灭难度.草原火险等级预报可以为草原火灾管理者提供有力的管理工具.     

西南山地区域森林火险综合预报模型研究——以重庆市为例

森林火灾严重破坏森林生态系统的结构和功能,针对其风险预报开展研究具有重要的理论意义和应用价值。通过融合气象、地表覆盖和人类活动等要素的方式构建森林火险综合预报模型,是西南山地区域森林火险综合预报业务化应用的重要发展方向。基于《森林火险气象等级》国家标准(GB/T 36743-2018),本文研究首先构建了重庆市森林火险气象风险预报模型。然后通过融合可燃物因素和人为因素的方式,进一步构建重庆市森林火险综合预报模型。最后利用历史火点数据针对上述两类模型的精度进行对比和分析。研究结果表明:重庆市森林火灾发生次数较多,且呈现出季节性规律;重庆市森林火灾的发生不仅受到气象条件的影响,而且受到地表覆盖和人类活动等多种要素条件的共同影响;与森林火险气象风险预报结果相比,森林火险综合预报结果在空间分布上具有更高的精细程度;森林火险综合预报模型能有效提高森林火险等级预报精度。     

基于证据权重法的呼伦贝尔地区人为草原火险空间预测

应用证据权重法结合GIS空间分析,研究了呼伦贝尔地区人为草原火险。利用证据权重法定量化地分析了与人类活动密切相关的5个因子(乡村人口密度、载畜密度、居民点分布、城镇分布、公路网)与草原火点空间分布的关系,并建立了呼伦贝尔草原火险预测模型,据此在ARCVIEW的WofE扩展模块下生成一幅草原火险预测专题图,并将研究区划分为高、中、低三类风险区。研究表明:(1)呼伦贝尔草原火灾火点的空间分布与人类活动关系密切,尤其是乡村人口密度、公路网与居民点分布这三个因子,权重分别为0.5191,0.1945,0.2864;(2)证据权重法可以客观定量地表现出草原火险与人类活动的关系,因而可为草原火灾风险管理提供决策支持。     

森林火险等级分布模拟--中小尺度动力学模式

通过在地形坐标系中建立考虑森林植被影响的三维大气-土壤耦合动力学模式,对神农架林区历史上几次重大森林火灾发生期的气象要素场进行了模拟,并在此基础上计算神农架林区高分辨率的森林火险等级分布状态,揭示了林火发生的一些重要规律。     

基于模糊综合判别的森林火险等级预报研究

森林火险气象因子的预报具有很大的不确定和模糊性,而依赖于气象预报因子的森林火险预报同样具有等级判别的模糊性.以海南岛森林火险气象等级预报为例建立森林火险预报模糊数学模型,研究建立森林火险预报模糊综合判别数学模型的关键技术,并分析对比模糊数学模型与其它常用森林火险预报方法模型的优劣.结果表明模糊数学模型在海南岛森林火险等级预报中显现出明显优势,它能够更好地分辨出高森林火险与低森林火险,较好反映森林火险等级与气象因子之间存在的复杂关系.     

森林火险天气等级预测及火情监测应用

通过对1989-2003年500hPa高空天气形势的分析，给出了冬、春季森林火险戒严期的4种主要天气模型。根据林火气象条件的统计分析，找出了与森林火险天气密切相关的主要气象及物候因素，并对其进行了火险天气指数的等级划分。应用vb6．0软件开发建立了运行稳定、精度较高的未来24～48h森林火险预测平台，采用气象卫星遥感技术对森林火情进行准确定位的实时监测，提出了森林防火的一些安全措施，为森林火险等级预测和林火及时扑救抢险提供积极的气象保障条件。     

基于Sentinel-2数据的火烧迹地提取研究

昆明为云南省的政治经济文化中心,森林火灾多发给人民生产生活带来了极大的威胁。准确提取火烧迹地有利于掌握林火规律,加强森林火险区划,通过合理配备资源提高森林防火效率。以昆明地区2016—2020年Sentinel-2数据、高温火点数据和土地利用分类数据为基础,基于差分归一化火烧比率(dNBR)提取该地区火烧迹地面积,并对其空间分布特征进行分析。结果表明：土地利用数据有利于提高火烧迹地提取效率,但高温火点数据错漏较多,对火烧迹地提取贡献不大。Sentinel-2数据与dNBR指数的结合在单火场可以达到平均89%以上的提取精度,有较高适用性。昆明地区火灾高发区为安宁市、晋宁区等地,过火区域集中在高程1 700～2 300 m、坡度6°～25°的林地耕地混杂地区,阴坡过火面积略大于阳坡。     

基于MODIS火点指数监测森林火灾

在利用MODIS红外辐射遥感数据分析异常热点光谱辐射特性的基础上，提出了一个新的火情监测模型归一化差异火点指数，并通过几起较大的森林火灾对该模型进行了分析和验证，给出了该监测模型的详细算法。EOS—MODIS探测器具有多光谱、高光谱及热点监测动态范围宽的特点，MODIS的新一代多光谱探测器NPOESS NPP VIIRS同样继承了MODIS的优势，为归一化差异火点指数算法模型提供了广阔的应用前景。     

基于petri网的森林火灾应急救援流程网络模型及时效研究

为了对森林火灾的应急救援流程进行优化,以提升应急救援效率,依据森林火灾应急救援预案、有关规定与实际救援案例,从信息传递的角度对森林火灾应急救援流程进行了直观描述。基于petri网相关理论,运用PIPEv5.2.0,构建了森林火灾应急救援随机petri网模型与其同构马尔可夫链,在模型有界、活性、安全且可达的基础上,通过确定模型的库所繁忙率、变迁利用率、平均延迟时间,得到如下结果：(1)森林火灾应急救援活动早期的灾情信息多且复杂,随着森林火灾的发展呈现动态变化,火灾发生后如何高效地获取过火面积、火线长度、风向、风力、植被载量以及地形等关键信息是优化的重点。(2)避免信息堆积,基于火灾规模、强度、形式、火头方向等重要任务信息变量,实现实时快速决策、动态处置,是保证森林火灾应急救援活动的时效性的关键。     

Himawari-8静止气象卫星草原火监测分析

Himawari-8(向日葵8号)静止气象卫星具有高空间分辨率、高观测频次和高时效特点,在草原火灾监测具有很强优势。提出利用Himawari-8数据的自适应阈值火点监测算法,并以2016年4月内蒙古自治区呼伦贝尔市边界境外草原火灾为例,重点利用19~20日的22个小时期间的132个时次Himawari-8数据,对火情进行连续动态监测。结果显示,本次火灾共持续22 h,过火区域约1 500km2,火点像元最长持续时间约6 h。通过分析多时次连续观测影像和火点信息可知,火场在一段时间内从西向东的蔓延速度为5.4 km/h,达到急进地表火程度。分析表明,Himawari-8的10 min一次密集观测频次可实现快速获取火点位置、面积、温度等火情信息。可跟踪火场动态发展变化,估算火场蔓延速度和方向以及确定火场类型,提高卫星遥感草原火监测和预警能力。     

气候变化背景下我国森林火灾灾害的响应特征及展望

系统阐述了气候变化对森林火灾灾害的影响,论述了当前发生的以气候变暖为主要特征的气候变化背景下,森林火灾灾害对气候变化的响应特征,重点剖析了火行为对气候变化的响应,火险天气与防火期对气候变化的响应,火周期对气候变化的响应。并提出了气候变暖背景下实现碳减排增汇效应的科学的林火管理策略与合理林火管理路径。最后对今后尚需加强的一些重点研究领域及发展方向进行了展望。     

遥感和GIS在森林病虫害监测管理中的应用模式

介绍了遥感技术,地理信息系统技术在森林病虫害监测管理中的应用模式,以及整个系统的集成。在整个系统中遥感用于获取森林病虫害信息,地理信息系统用于管理和处理森林病虫害信息。同时,也说明了全球定位系统可用于定位采集地面数据和导路。     

福建林火发生的驱动因子及空间格局分析

福建省是我国的林火高发区,但目前国内关于该地区林火发生特性等方面的研究还不够深入。国内外研究表明,林火的发生受到气象、植被、地形以及社会经济等因素的综合影响。运用Arcgis10.0等相关软件对林火潜在影响因子(气象、植被、地形等)进行空间信息提取,并与火点和对照点结合通过Logistic回归分析和receiver operating characteristic(ROC)检验方法分析了福建地区林火发生的驱动因子,并获得了林火预测模型。以预测模型为基础对福建地区火险进行了区划。结果显示:"点到铁路的距离","高程","人口密度","日最高地表气温"等7个因素对当地林火发生有显著的影响。此外,模型整体拟合水平和预测精度较高,对当地的林火管理工作具有一定的参考价值。     

基于多源实况资料的森林火灾期间的气象特征分析——以西昌“3·30”森林火灾为例

基于地面观测资料、四川省雷电监测网、NCEP再分析资料、ECMWF再分析资料以及雷达基数据,从天气实况、大气环流、气象物理量、雷达回波四个方面对西昌“3·30”森林火灾期间的气象特征进行了分析,结果表明：“3·30”森林火灾发生前后,西昌泸山周边气温高、风速大、相对湿度低;在高空低槽、低空切变线、低空急流、地面热低压、地面冷锋的共同作用下,西昌泸山火场附近出现了气温突升突降和偏南大风转偏北大风的现象;对流层中层辐合、低层辐散且中低层存在下沉运动是高空动量下传的重要表现,有利于热低压的维持和地面偏南大风的出现;西昌C波段多普勒雷达对火灾烟尘有较好的探测效果,烟尘回波的强度为5—30 dBZ,随着距火场距离的增加,烟尘回波的水平范围增大,强度减小且底部不再接地,烟尘回波的相对径向速度能近似反映出一定高度上的风向和风速。     

2022年极端干旱背景下湖南森林火灾气象条件分析——以2022年湖南新田“10·17”重大森林火灾为例

基于湖南地面气象观测资料、干旱指数、CMA＿GD区域数值模式分析资料以及卫星云图和遥感数据,从大气环流、天气实况、气象物理量、卫星遥感及云图方面,结合气候背景及火场气象要素变化对2022年湖南新田“10·17”重大森林火灾期间的气象特征进行深入剖析。结果表明：新田“10·17”重大森林火灾发生前已遭遇夏秋季连旱、极端连晴天气以及高温热浪天气,造成了新田长达45 d的特旱和极高的森林火险气象等级;在火灾期间,10月18日叠加白天辐射增温、谷风发展及干冷空气爬坡后的焚风效应,加剧了火场热对流造成火势蔓延极快;在10月21日09:00—10:00,出现了环境风突然增强以及上干下湿的大气层结,其对流不稳定潜势背景有利于爆燃的发生,爆燃发生后形成的局地小尺度低压也对爆燃的维持提供了正反馈机制;卫星云图在晴空条件下对火情发展、明火面积变化具有较好的监测效果。     

森林火灾的自组织临界行为及其在中国林火数据中的体现

森林火灾元胞自动机模型是研究自组织临界行为的一个经典模型。本文从该模型出发，讨论了它的自组织临界行为，考虑到环境和人为因素对森林火灾的影响，对经典的森林火灾模型进行了改进，加入了降雨、人工烧除等森林火灾模型的演化规则。将经典模型和改进模型的演化计算结果与中国近40年来的森林火灾数据以及美国的有关数据进行了比较。结果表明，改进模型克服了经典森林火灾模型的不足，与真实森林火灾的演化符合得较好。     

中国森林火灾与对策

本文剖析了我国森林火灾与损失概况和我国森林火灾分布及其特点。根据森林燃烧环理论,提出了符合我国国情的综合森林防火对策,即从森林生态系统角度出发,以林火性状为依据,进行火险区划,以工程防火为中心,群众防火为主,营林、生物防火为基础,有条件地用火防火的对策,有效地控制森林火灾,使火灾发生控制在允许范围内,其损失限制在一定经济水平以下,充分发挥火生态的效益,维护生态平衡,保证林区社会安定和林区经济的不断繁荣与发展。