野火

野火是农村地区可燃植物区域内不受控制的火灾。根据所存在的植被类型,野火也可以更具体地分类为刷火,林火,沙漠火灾,森林火灾,草火,山火,泥炭火,植被火灾或草原火灾。

化石木炭表明野火在4.2亿年前陆地植物出现后不久就开始了。Wildfire在整个陆地生命历史中的出现引发了一种猜想,即火灾必然会对大多数生态系统的动植物产生明显的进化效应。地球是一个本质上易燃的行星,因为它覆盖了富含碳的植被,季节性干燥的气候,大气中的氧气以及广泛的闪电和火山点火。

野火的特征可以是点火原因,物理特性,存在的可燃物质以及天气对火灾的影响。野火可能会对财产和人类生命造成破坏,尽管自然发生的野火可能会对已经火灾进化的原生植被,动物和生态系统产生有益影响。

高强度野火造成复杂的早期森林栖息地(也称为“森林栖息地”),与未燃烧的古老森林相比,它常常具有更高的物种丰富度和多样性。许多植物物种依赖于火对生长和繁殖的影响。在野火不常见或非本土植被侵入的生态系统中的野火可能会产生强烈的负面生态影响。

野火行为和严重程度源于可用燃料,物理环境和天气等因素的综合作用。对北美西部历史气象数据和国家火灾记录的分析表明,气候在通过潮湿时期驱动大面积火灾的首要地位,这些火灾会产生大量燃料,或干旱和变暖,从而延长有利的火灾天气。

多年来,野火预防,发现和抑制的战略各不相同。一种常见且廉价的技术是控制燃烧:故意点燃较小的火焰以最小化可用于潜在野火的易燃材料的量。植被可以定期燃烧,以保持高物种多样性,并限制植物和其他可能作为燃料的碎片的积累。对许多森林而言,荒地火灾使用是最便宜,最适合生态的政策。也可以通过伐木去除燃料,但是在极端天气条件下,燃料处理和稀释对严重的火灾行为没有影响。据报道,野火本身是“降低火势蔓延率,火线强度,火焰长度和每单位面积热量的最有效的治疗方法”,根据黄石野外站的生物学家Jan Van Wagtendonk的说法。易发火区域的建筑规范通常要求结构由阻燃材料制成,并且通过在距离结构规定距离内清除易燃材料来保持可防御空间。

原因存在
三种主要的野火点火自然原因:

干燥气候
闪电
火山爆发

野火点火最常见的直接人为原因包括纵火,丢弃的香烟,电弧线(通过电弧测绘检测)和设备产生的火花。在适当的条件下,也可以通过接触热步枪子弹碎片点燃野火。野火也可以在经历轮作培养的社区开始,在那里土地迅速清理和养殖,直到土壤失去生育力,并砍伐和烧毁清理。伐木清理的森林地区鼓励了易燃草的主导地位,而被植被杂草丛生的废弃伐木道路可能成为火灾走廊。越南南部的年度草原火灾部分原因是越南战争期间美国军事除草剂,爆炸物以及机械清理和燃烧作业对森林地区的破坏。

野火最常见的原因在世界各地各不相同。在加拿大和中国西北地区,闪电是主要的点火源。在世界其他地区,人类参与是一个主要因素。在非洲,中美洲,斐济,墨西哥,新西兰,南美洲和东南亚,野火可归因于人类活动,如农业,畜牧业和土地转换燃烧。在中国和地中海盆地,人类粗心大意是野火的主要原因。在美国和澳大利亚,野火的来源可以追溯到雷击和人类活动(如机械火花,丢弃的烟头或纵火)。世界各地成千上万的煤层火灾,例如新南威尔士州燃烧山的煤层火灾; 宾夕法尼亚州的Centralia; 和中国的几次煤炭持续火灾。它们还可以意外地突然燃烧并点燃附近的易燃材料。

蔓延
野火的蔓延因存在的易燃材料,垂直排列和水分含量以及天气条件而异。燃料排列和密度部分取决于地形,因为土地形状决定了诸如可利用的阳光和植物生长用水等因素。总体而言,火灾类型通常可以通过以下燃料来表征:

地面火灾由地下根,duff和其他埋藏的有机物质提供。由于斑点,这种燃料类型特别容易点燃。地面火灾通常通过阴燃燃烧,并且可以缓慢燃烧数天至数月,例如加里曼丹和印度尼西亚东苏门答腊的泥炭火灾,这是由于无意中排干和干燥泥炭的稻田​​创造项目造成的。
森林地面上的低洼植被,如树叶和木材垃圾,碎片,草和低洼的灌木,可以起到爬行或地面火灾的作用。这种火灾通常在比冠火(低于400°C(752°F))相对较低的温度下燃烧,并且可能以缓慢的速度燃烧,尽管陡坡和风可以加速蔓延速度。
梯级火灾消耗了低层植被和树冠之间的物质,如小树,倒下的原木和藤蔓。Kudzu,旧世界攀缘蕨类植物以及其他可以扩大树木的入侵植物也可能​​会助长梯级火灾。
冠,树冠或空中火焰在树冠层燃烧悬浮物,如高大的树木,藤蔓和苔藓。冠火的点火,称为冠状,取决于悬浮物质的密度,冠层高度,冠层连续性,足够的表面和阶梯火焰,植被水分含量以及火焰期间的天气条件。人类点燃的替换火灾可能会蔓延到亚马逊雨林,破坏不太适合炎热或干旱条件的生态系统。
在澳大利亚北部的季风区,地面火势蔓延,包括穿越预定的防火线,燃烧或闷烧木块或燃烧的草丛,故意由大型飞鸟携带,这些飞鸟习惯于捕获被野火冲走的猎物。涉及的物种有Black Kite(Milvus migrans),Whistling Kite(Haliastur sphenurus)和Brown Falcon(Falco berigora)。当地土着人长期以来都知道这种行为,包括他们的神话。

物理特性
当火灾三角形的所有必要元素聚集在易受影响的区域时会发生野火:点火源与可燃材料(如植被)接触,这些材料受到足够的热量并且从周围空气中有足够的氧气供应。高水分含量通常可防止着火并减缓传播,因为需要更高的温度来蒸发材料中的任何水并将材料加热到其燃点。茂密的森林通常提供更多的阴凉处,导致较低的环境温度和较高的湿度,因此不易受到野火的影响。较不致密的材料如草和树叶更容易点燃,因为它们比密度较大的材料(如树枝和树干)含有的水少。植物通过蒸发蒸腾不断失水,但水分损失通常由土壤吸收的水,湿度或雨水来平衡。当不能保持这种平衡时,植物会变干,因此更易燃,通常是干旱的结果。

野火前沿是持续燃烧燃烧的部分,其中未燃烧的材料遇到活动火焰,或未燃烧和燃烧材料之间的阴燃过渡。当前方接近时,火焰通过对流和热辐射加热周围的空气和木质材料。首先,当水在100℃(212℉)的温度下蒸发时,木材被干燥。接下来,在230°C(450°F)下木材的热解释放出可燃气体。最后,木材可以在380°C(720°F)时闷烧,或者在充分加热时,在590°C(1,000°F)下点燃。甚至在野火的火焰到达特定位置之前,来自野火前端的热量传递使空气升温至800°C(1,470°F),这会预热和干燥易燃材料,导致材料更快点燃并允许火灾传播得更快。

野火通过密集的不间断燃料燃烧时具有快速前进速度(FROS)。它们可以在森林中以每小时10.8公里(6.7英里/小时)的速度移动,在草原上以每小时22公里(14英里/小时)的速度移动。野火可以向主前部切线前进以形成侧翼前部,或者通过背衬在主前部的相反方向上燃烧。它们也可能通过跳跃或发现传播,因为风和垂直对流柱通过空气在公路,河流和其他可能起到防火作用的障碍物上携带火焰(热木烬)和其他燃烧材料。树冠上的火炬和火灾会刺激斑点,野火周围的干燥地面燃料特别容易受到火焰点火的影响。随着热火余烬和火焰点燃火灾顺风燃料,点火会产生点火。

近年来,北美大面积无捕捞野火的发病率有所增加,对城市和农业重点地区产生了重大影响。在不受控制的火灾之后留下的物理损害和健康压力特别摧毁了受影响地区的农场和牧场经营者,引起了医疗服务提供者和倡导者为这一专业职业人群提供服务的社区的关注。

尤其是大型野火可能会通过堆叠效应影响其附近的气流:空气在加热时上升,大型野火产生强大的上升气流,从热柱中的周围区域吸入新的凉爽空气。温度和湿度的巨大垂直差异鼓励了绒毛云,强风和火旋风,龙卷风的力量超过每小时80公里(50英里/小时)。快速扩散,多产的隆起或斑点,火旋风的存在以及强对流柱意味着极端条件。

来自野火的热量可导致岩石和巨石的显着风化,热量可迅速膨胀巨石并且可能发生热冲击,这可能导致物体结构失效。

气候的影响
热浪,干旱,厄尔尼诺等周期性气候变化以及高压脊等区域性天气模式可能会增加风险并显着改变野火的行为。多年的降水和温暖的时期可以鼓励更广泛的火灾和更长的火灾季节。自20世纪80年代中期以来,早期的融雪和相关的变暖也与野火季节的长度和严重程度的增加有关,或者与美国西部一年中最容易发生火灾的时间有关。全球变暖可能会增加许多地区干旱的强度和频率,造成更加激烈和频繁的野火。2015年的一项研究表明,加利福尼亚火灾风险的增加可能归因于人为引起的气候变化。对冲积沉积物沉积物的研究可追溯到8岁以上,

白天的强度也会增加。由于湿度降低,温度升高和风速增加,白天闷烧原木的燃烧率高达五倍。白天,阳光会使地面变暖,从而形成上坡的气流。在晚上,土地冷却,产生下坡的气流。野火被这些风吹起,经常跟随气流越过山丘和山谷。欧洲的火灾发生在中午12点和下午2点的频繁发生。美国的野火抑制行动围绕着从上午10点开始的24小时火灾日开始,因为可预测的强度增加是由于白天的温暖。

生态
野火在陆地生命历史中的发生引发了一种猜想,即火灾必然会对大多数生态系统的动植物产生明显的进化效应。野火在气候中很常见,这些气候足够湿润以允许植被生长,但具有延长的干燥,炎热时期。这些地方包括澳大利亚和东南亚的植被区,非洲南部的草原,南非西开普省的fynbos,美国和加拿大的森林地区以及地中海盆地。

高强度野火造成复杂的早期森林栖息地(也称为“森林栖息地”),与未燃烧的古老森林相比,它常常具有更高的物种丰富度和多样性。大多数类型的北美森林中的植物和动物物种都是在火灾中进化而来的,其中许多物种依靠野火,尤其是高度严重的火灾来繁殖和生长。火有助于将植物物质中的营养物质返回土壤,火灾产生的热量对于某些类型的种子的萌发是必要的,并且由高严重性火灾产生的障碍(死树)和早期演替的森林创造了有益的栖息地条件去野生动物。由高度严重的火灾造成的早期演替森林支持温带针叶林中发现的一些最高水平的本地生物多样性。火灾后的采伐没有生态效益和许多负面影响; 对于火灾后播种,情况也是如此。

虽然一些生态系统依靠自然发生的火来调节生长,但是一些生态系统遭受过多的火灾,例如南加州的丛林和美国西南部的低海拔沙漠。这些通常依赖火灾的地区火灾频率的增加扰乱了自然周期,破坏了本地植物群落,并促进了非本地杂草的生长。侵入物种,如小叶锦鸡儿(Lygodium microphyllum)和Bromus tectorum,可以在受到火灾损害的地区迅速生长。因为它们非常易燃,它们可以增加未来的火灾风险,创造一个积极的反馈循环,增加火灾频率并进一步改变原生植被群落。

在亚马逊热带雨林中,干旱,伐木,养牛业和砍伐和烧毁农业会破坏耐火森林并促进易燃刷的生长,从而形成一个鼓励更多燃烧的循环。雨林中的火灾威胁到其收集的各种物种并产生大量的二氧化碳。此外,到2030年,雨林中的火灾以及干旱和人为干扰可能会破坏或摧毁超过一半的亚马逊热带雨林。野火会产生灰烬,减少有机养分的供应,并导致水径流增加,侵蚀远离其他营养素并制造山洪暴发。2003年北约克郡沼泽地的野火烧毁了2.5平方公里(600英亩)的石南花和下面的泥炭层。之后,风蚀剥去了灰烬和暴露的土壤,揭示可追溯到公元前10000年的考古遗迹。野火还可以对气候变化产生影响,增加释放到大气中的碳量并抑制植物生长,从而影响植物对碳的总吸收。

在苔原,有一种自然的燃料和野火积累模式,这取决于植被和地形的性质。阿拉斯加的研究表明,火灾事件的返回间隔(FRIs)通常在150到200年之间变化,干燥地低地区域的燃烧频率高于潮湿的高地区域。

植物适应
处于野火生态系统中的植物经常通过适应当地的火力生存而存活下来。这种调整包括对火的物理保护,火灾事件后增长的增加,以及鼓励火灾和可能消除竞争的易燃材料。例如,桉树属植物含有易燃油,可以促进火和坚硬的硬叶叶片抵御高温和干旱,确保它们对耐火性较差的物种具有优势。密集的树皮,脱落的树枝和外部结构中的高含水量也可以保护树木免受温度升高的影响。在火灾后发芽的耐火种子和保护枝条鼓励物种保护,如先锋物种所体现的那样。烟雾,烧焦的木材和热量可以在称为血清的过程中刺激种子的萌发。

沙巴西部的草原,马来西亚松树林和印度尼西亚木麻黄森林据信是由于以前的火灾造成的。Chamise枯木枯落物含水量低且易燃,灌木在火灾后迅速萌芽。开普百合处于休眠状态,直到火焰刷掉覆盖物,然后几乎整夜开花。红杉依靠定期火灾来减少竞争,从锥体中释放种子,并清除土壤和树冠以促进新的生长。巴哈马松树林中的加勒比松已经适应并依赖低强度的表面火灾来生存和生长。增长的最佳火灾频率是每3至10年。过于频繁的火灾有利于草本植物,而不常发生的火灾有利于巴哈马干燥森林的典型物种。

大气效应
大部分地球的天气和空气污染都存在于对流层中,大气层的一部分从地球表面延伸到大约10公里(6英里)​​的高度。在大型野火区域可以增强严重雷暴或热杉木的垂直升力,这可以推动烟雾,煤烟和其他颗粒物质一样高于平流层下部。以前,流行的科学理论认为,平流层中的大多数粒子来自火山,但从平流层下部探测到了烟雾和其他野火。Pyrocumulus云可以在野火上达到6100米(20,000英尺)。对野火烟雾的卫星观测显示,羽状物可以在距离超过1,600公里(1,000英里)的地方完整地追踪。

野火可以影响当地的大气污染,并以二氧化碳的形式释放碳。野火排放物含有细颗粒物质,可引起心血管和呼吸系统疾病。对流层中火灾副产物的增加会使臭氧浓度超过安全水平。据估计,1997年印度尼西亚的森林火灾已向大气释放0.81至2.57亿吨(0.89至28.3亿短吨)的二氧化碳,占燃烧化石燃料每年全球二氧化碳排放量的13%至40%。大气模型表明,这些浓度的烟灰颗粒可以增加冬季月入射太阳辐射的吸收率达15%。

预防
野火预防指的是旨在降低火灾风险以及减轻其严重程度和蔓延的先发制人的方法。预防技术旨在管理空气质量,维持生态平衡,保护资源,并影响未来的火灾。只要能够减轻逃逸到高价值地区的风险,北美的消防政策就可以自然地引发​​火灾以维持其生态作用。但是,预防政策必须考虑人类在野火中所起的作用,例如,欧洲95%的森林火灾与人类的参与有关。人为火灾的来源可能包括纵火,意外点火,或在土地清理和农业中不受控制地使用火灾,例如东南亚的刀耕火种。

1937年,美国总统富兰克林·罗斯福(Franklin D. Roosevelt)发起了全国性的防火运动,突出了人类粗心大意在森林火灾中的作用。该节目的后来海报上有山姆大叔,迪士尼电影Bambi的人物,以及美国林务局的官方吉祥物Smokey Bear。减少人为引起的点火可能是减少不必要的野火的最有效手段。在试图影响未来的火灾风险和行为时,通常会进行燃料的更改。世界各地的野火预防计划可能采用诸如野火使用和处方或控制烧伤等技术。荒地火灾使用是指受到监视但允许燃烧的任何自然原因的火灾。受控制的烧伤是政府机构在不太危险的天气条件下点燃的火灾。

植被可能会定期燃烧,以保持高物种多样性,频繁燃烧表面燃料限制燃料积累。对许多森林而言,荒地火灾使用是最便宜,最适合生态的政策。燃料也可以通过测井去除,但燃料处理和稀释对严重的火灾行为没有影响Wildfire模型通常用于预测和比较不同燃料处理对未来野火蔓延的好处,但它们的准确性很低。

据Yellowstone Field Station的生物学家Jan van Wagtendonk称,野火本身是“降低火势蔓延率,火线强度,火焰长度和单位面积热量的最有效方法”。

易发火区域的建筑规范通常要求结构由阻燃材料制成,并且通过在距离结构规定距离内清除易燃材料来保持可防御空间。菲律宾的社区还在森林和村庄之间保持5至10米(16至33英尺)宽的防火线,并在夏季或干燥天气的季节巡逻这些线路。火灾多发地区的持续住宅开发和火灾摧毁的重建建筑遭到了批评。火灾的生态效益往往被保护结构和人类生命的经济和安全利益所取代。

吸烟时要小心。在点亮之前找到一种安全的灰分和匹配处理方法。
尊重当局的指令。在旱季,通常禁止明火或需要当地消防局的许可。野营炉甚至是室内燃木炉也要非常小心(烟囱里面是不是有发光物质?)。
如果误用或在极端干燥的条件下使用,烟花是危险的。
妥善处理你的垃圾。像废弃的瓶子一样简单的东西可以充当镜头,松散的包装增加了燃料。
如果开车,请注意您的汽车部分可能会变热,并点燃植被。越野车(全地形车/四驱车)可能存在热点或火花的风险。停在安全的地方。如果您有灭火器,请检查它是否易于触及(并按照建议进行控制)。
干旱和雷暴,特别是结合在一起,增加了野火的风险。所谓的“交叉”(以°C为单位的温度超过相对湿度百分比)或“30-30-30”条件(温度高于30°C / 90°F,湿度低于30%,并在上方缠绕鞭子) 30km / h / 20mph)是一种灾难,因为在炎热,干燥和多风的条件下,任何东西都可以相对容易地燃烧。
如果在野火或野火风险较大的地区,请按照一些媒体频道进行警告(或咨询酒店)。
如果你确实看到任何可疑的烟雾,不要害怕打电话给消防队。它可能只是一场无辜的露营火灾,但如果它是一场重大野火的开始,让消防队员检查它仍然会更好。

发现
快速有效的探测是野火战斗的关键因素。早期检测工作的重点是早期响应,白天和夜晚的准确结果,以及优先考虑火灾危险的能力。在20世纪初,美国使用了火警了望塔,并使用电话,载体鸽和日光报道了火灾。20世纪50年代使用使用即时相机的空中和陆地摄影,直到20世纪60年代开发出用于火灾探测的红外扫描。但是,信息分析和传递往往因通信技术的限制而延迟。早期卫星衍生的火灾分析是在远程站点的地图上手绘的,并通过隔夜邮件发送给消防管理员。在1988年黄石火灾期间,在西黄石镇建立了一个数据站,

目前,公共热线,塔楼的火灾监视以及地面和空中巡逻可用作早期发现森林火灾的手段。然而,准确的人类观察可能受到操作员疲劳,一天中的时间,一年中的时间和地理位置的限制。近年来,电子系统作为人类操作员错误的可能解决方案而受到欢迎。然而,政府关于最近在澳大利亚进行的三个自动相机火灾探测系统试验的报告确实得出结论:“相机系统的检测速度较慢且不如受过训练的人类观察者可靠”。根据GIS数据分析的建议,这些系统可以是半自动或全自动的,并且使用基于风险区域和人类存在程度的系统。多系统的综合方法可用于合并卫星数据,航空影像,

可以使用本地传感器网络监控一个小型高风险区域,该区域具有茂密的植被,强大的人类存在,或靠近关键的城区。检测系统可以包括充当自动天气系统的无线传感器网络:检测温度,湿度和烟雾。这些可以是电池供电,太阳能供电或树木可充电:能够使用植物材料中的小电流为其电池系统充电。可以通过包含固定摄像头和传感器的扫描塔来监测更大,中等风险的区域,以检测烟雾或其他因素,例如火灾产生的二氧化碳的红外特征。诸如夜视,亮度检测和颜色变化检测的附加功能也可以结合到传感器阵列中。

通过使用飞机,直升机或无人机进行卫星和空中监视可以提供更广阔的视野,可能足以监测非常大的低风险区域。这些更复杂的系统采用GPS和飞机安装的红外或高分辨率可见相机来识别和瞄准野火。卫星安装的传感器,如Envisat先进的沿轨扫描辐射计和欧洲遥感卫星的沿轨扫描辐射计,可以测量火灾发出的红外辐射,识别大于39°C(102°F)的热点。国家海洋和大气管理局的危害绘图系统结合了地球静止作战环境卫星(GOES),中分辨率成像光谱仪(MODIS)等卫星源的遥感数据,和先进的超高分辨率辐射计(AVHRR),用于检测火灾和烟雾羽流位置。然而,对于MODIS和AVHRR数据,卫星检测容易发生偏移误差,对于GOES数据,偏差可达2至3公里(1至2英里),最长可达12公里(7.5英里)。地球静止轨道上的卫星可能会被禁用,极轨道上的卫星往往受到其观察时间短的限制。云层覆盖和图像分辨率也可能限制卫星图像的有效性。极地轨道上的卫星往往受到观察时间短的限制。云层覆盖和图像分辨率也可能限制卫星图像的有效性。极地轨道上的卫星往往受到观察时间短的限制。云层覆盖和图像分辨率也可能限制卫星图像的有效性。

2015年,美国农业部(USDA)林业局(USFS)正在运行一种新的火灾探测工具,该工具利用Suomi国家极地轨道合作伙伴关系(NPP)卫星的数据,比以前的空间更详细地探测小火灾 – 基础产品。高分辨率数据与计算机模型一起用于预测火灾将如何根据天气和土地条件改变方向。使用Suomi NPP的可见红外成像辐射计套件(VIIRS)数据的主动火灾探测产品将火灾观测的分辨率提高到1,230英尺(375米)。自21世纪初以来,以前的美国宇航局卫星数据产品可以在3,280英尺(1公里)的分辨率下发射火灾。该数据是USFS和美国内政部门用于指导资源分配和战略火灾管理决策的智能工具之一。增强型VIIRS火灾产品可以每12小时或更短时间内检测更小的火灾,并在长时间野火期间提供更多细节和一致的火线追踪 – 这对早期预警系统至关重要,并支持火灾进展的常规映射。用户可以在几分钟内从卫星立交桥到USFS遥感应用中心的数据处理设施使用主动射击位置,该中心使用由马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心直接读数实验室开发的技术。该模型使用天气条件和活火周围土地的数据预先提前12-18小时预测大火是否会改变方向。科罗拉多州决定将气候火灾模型纳入2016年消防季节开始的消防工作中。

2014年,在南非克鲁格国家公园组织了一场国际运动,以验证火灾探测产品,包括新的VIIRS主动火灾数据。在此次活动之前,南非比勒陀利亚科学与工业研究理事会的Meraka研究所是VIIRS 375m火灾产品的早期采用者,在克鲁格的几次大火灾中使用它。

近年来,对及时,高质量的火灾信息的需求有所增加。美国的野火每年平均烧毁700万英亩的土地。在过去10年中,USFS和内政部每年平均花费大约2亿至2亿美元用于野火抑制。

抑制
野火抑制取决于野火发生地区的可用技术。在欠发达国家,所使用的技术可以像扔沙子或用棍棒或棕榈叶击打火一样简单。在较先进的国家,抑制方法因技术能力的提高而不同。碘化银可用于促进降雪,而阻燃剂和水可通过无人驾驶飞行器,飞机和直升机投放到火上。完全灭火不再是一种期望,但大多数野火通常会在失控之前熄灭。虽然每年10,000个新野火中99%以上都被遏制,但在极端天气条件下逃脱的野火很难在不改变天气的情况下进行抑制。

最重要的是,对抗野火可能会变得致命。野火的燃烧前沿也可能意外地改变方向并跳过火灾休息时间。强烈的热量和烟雾会导致迷失方向和失去对火灾方向的认识,这会使火灾变得特别危险。例如,在美国蒙大拿州的1949年Mann Gulch火灾期间,当他们失去通信联系,迷失方向并被火灾超越时,十三名消防员死亡。在澳大利亚2009年2月的维多利亚丛林大火中,至少有173人死亡,超过2,029所房屋和3,500个建筑物被野火吞没。

野火抑制的成本
在加利福尼亚州,美国林务局每年花费大约2亿美元来压制98%的野火,高达10亿美元用于压制其他2%的火灾,这些火灾逃脱了最初的攻击并变大。

野外消防安全野地消防员
面临着几种威胁生命的危险,包括热应激,疲劳,烟雾和灰尘,以及其他伤害的风险,如烧伤,割伤和擦伤,动物咬伤,甚至横纹肌溶解症。2000年至2016年期间,350多名野地消防员在执勤时死亡。

特别是在炎热的天气条件下,火灾存在热应激的风险,这可能导致感觉热,疲劳,虚弱,眩晕,头痛或恶心。热应激可以发展成热应变,这会引起生理变化,例如心率增加和核心体温升高。这可能导致与热有关的疾病,例如热疹,痉挛,疲惫或中暑。各种因素可能导致热应激带来的风险,包括剧烈工作,个人风险因素,如年龄和健康,脱水,睡眠剥夺和繁重的个人防护设备。休息,凉爽的水和偶尔的休息时间对减轻热应激的影响至关重要。

烟雾,灰烬和碎片也会对野火消防员造成严重的呼吸危害。来自野火的烟尘可能含有一氧化碳,二氧化硫和甲醛等气体,以及灰尘和二氧化硅等微粒。为了减少烟雾暴露,野火作战人员应尽可能将消防员旋转通过浓烟区域,避免逆风消防,使用设备而不是人员进行停放,并尽量减少扫荡。营地和指挥所也应该位于野火的上风。防护服和设备也可以帮助减少烟雾和灰烬的暴露。

消防员也有心脏事件的风险,包括中风和心脏病发作。消防员应保持良好的体能。包括压力测试在内的健身计划,医疗检查和检查计划可以最大限度地降低消防心脏病的风险。野外消防员面临的其他伤害危险包括滑倒,绊倒,摔伤,刮伤和工具和设备的割伤,被树木,车辆或其他物体击中,植物危害如荆棘和毒藤,蛇和动物咬伤,车辆坠毁,电线或雷电造成的触电,以及不稳定的建筑结构。

消防员安全区指南
美国林务局发布消防员应该从火焰中的最小距离指南。

阻燃剂
阻燃剂用于通过抑制燃烧来减缓野火。它们是磷酸铵和硫酸铵的水溶液,以及增稠剂。施加阻燃剂的决定取决于野火的大小,位置和强度。在某些情况下,阻燃剂也可用作预防性防火措施。

典型的阻燃剂含有与肥料相同的试剂。阻燃剂还可能通过浸出,富营养化或误用来影响水质。阻燃剂对饮用水的影响尚无定论。稀释因子,包括水体尺寸,降雨量和水流速,降低了阻燃剂的浓度和效力。野火碎片(灰烬和沉积物)堵塞河流和水库,增加了洪水和侵蚀的风险,最终减缓和/或破坏水处理系统。人们一直关注对土地,水,野生动物栖息地和流域质量的阻燃效应,还需要进一步研究。但是,从积极的一面来看,

美国农业部目前的程序认为,在美国空中使用阻燃剂必须将水道清理至少300英尺,以保证阻燃径流的影响。需要空中使用阻燃剂以避免在水道和濒危物种(植物和动物栖息地)附近施用。在任何阻燃剂误用事件发生后,美国林务局要求进行报告和评估,以确定对该地区未来阻燃剂使用的缓解,补救和/或限制。

造型
野火建模涉及野火的数值模拟,以便理解和预测火灾行为。野火模型旨在帮助野火镇压,增加消防员和公众的安全,并尽量减少损害。使用计算科学,野火建模涉及对过去火灾事件的统计分析,以预测定位风险和前沿行为。过去已经提出了各种野火传播模型,包括简单的椭圆形和蛋形和扇形模型。早期确定野火行为的尝试假设地形和植被均匀性。然而,野火锋的确切行为取决于多种因素,包括风速和坡度。现代增长模型结合了过去的椭球描述和惠更斯的’ 将火焰生长模拟为连续扩展多边形的原理。极值理论也可用于预测大型野火的大小。然而,超过抑制能力的大火通常被认为是标准分析中的统计异常值,即使火灾政策更受大火灾的影响而不是小火灾。

人类风险和暴露
野火风险是野火开始或到达特定区域的可能性以及如果有野火可能会丧失人类价值。风险取决于可变因素,例如人类活动,天气模式,野火燃料的可用性以及抑制火灾的可用性或缺乏资源。野火一直是人类的威胁。然而,人类引发的地理和气候变化使人们更频繁地暴露于野火和增加野火风险。据推测,野火的增加源于一个世纪的野火抑制,加上人类发展迅速扩展到火灾易发的荒地。野火是自然发生的事件,有助于促进森林健康。

你不想开始野火。错误地方的一个烟头可能会导致大面积的破坏。野火也可以通过不正当丢弃的垃圾这样简单的东西来启动。在某些情况下野火会在你离开后数小时开始。

野火可以在多风的条件下快速传播。您必须在未知区域拥有良好的利润,您的道路或交通工具可能会受到影响。

野火的烟雾是不健康的。数百公里外的主要野火有时可能与被动吸烟相似 – 如果您患有哮喘或类似疾病,可能是一个真正的问题。

在没有情况下,被诱惑去“追逐火”,野火可能会在方向或强度上发生变化而意外地陷入困境。在这种情况下,车辆还在紧急救援人员需要进入的道路和小路上产生不必要的(并且可避免的)障碍物。

此外,当大火熄灭时,被烧毁的森林可能是危险的,因为根部可能已被损坏。等到该区域被宣布为安全或暴风雨已经砍伐了弱化的树木。

空中危害
野火最明显的不利影响是财产遭到破坏。然而,燃烧野生燃料释放有害化学物质也会对人类的健康产生重大影响。

野火烟雾主要由二氧化碳和水蒸气组成。存在于较低浓度的其他常见烟雾成分是一氧化碳,甲醛,丙烯醛,多环芳烃和苯。悬浮在空气中的固体形式或液滴中的小颗粒也存在于烟雾中。按质量计,80-90%的野火烟雾在直径为2.5微米或更小的细颗粒尺寸范围内。

尽管二氧化碳在烟雾中浓度较高,但由于毒性低,因此其健康风险较低。相反,一氧化碳和细颗粒物质,特别是直径2.5微米和更小,已被确定为主要的健康威胁。其他化学物质被认为是重大危害,但发现其浓度太低而不会引起可检测到的健康影响。

野火烟雾暴露于个体的程度取决于火的长度,严重程度,持续时间和接近程度。尽管吸入空气污染物,人们仍会通过呼吸道直接接触烟雾。社区间接地暴露于可能污染土壤和水供应的野火碎片。

美国环境保护署(EPA)制定了空气质量指数(AQI),这是一种公共资源,为常见的空气污染物提供国家空气质量标准浓度。公众可以使用该指数作为工具,根据能见度范围确定其对有害空气污染物的暴露程度。

火灾
后的风险在野火之后,危险仍然存在。返回家园的居民可能会受到火灾减弱的树木的威胁。人类和宠物也可能因落入灰坑而受到伤害。

风险群体
消防员
由于野火烟暴露,消防员面临急性和慢性健康影响的最大风险。由于消防员的职业责任,他们经常在较近的时间段内接触危险化学品。一项关于野火烟雾暴露在野火消防员中的案例研究表明,消防员暴露于高于OSHA允许暴露限值(PEL)和ACGIH阈值限值(TLV)的一氧化碳和呼吸道刺激物水平。5-10%过度曝光。该研究获得了一名野外消防员在10小时轮班期间停留火线的暴露浓度。消防员暴露于各种一氧化碳和呼吸道刺激物(颗粒物质3.5μm和更小,丙烯醛和甲醛类型的组合)水平。一氧化碳水平达到160ppm,TLV刺激指数值达到10的高水平。相反,一氧化碳的OSHA PEL为30ppm,TLV呼吸刺激指数的计算阈值限值为1; 超过1的任何值都超过了暴露限制。

2001年至2012年期间,在野地消防员中发生了200多人死亡事故。除了热和化学危害之外,消防员还有电线触电的危险; 设备受伤; 滑倒,旅行和跌倒; 车辆翻车造成的伤害; 与热有关的疾病; 昆虫叮咬和叮咬; 强调; 和横纹肌溶解症。

居民
野火周围社区的居民暴露于较低浓度的化学物质,但他们通过水或土壤污染间接暴露的风险更大。接触居民很大程度上取决于个人的易感性。儿童(0-4岁),老年人(65岁及以上),吸烟者和孕妇等弱势群体由于身体系统已经受损而面临更大的风险,即使暴露在低化学浓度下也是如此。对于相对较短的曝光期。它们也面临未来野火的风险,可能会转移到他们认为风险较低的地区。

野火影响加拿大西部和美国的大量人口。仅在加利福尼亚州就有超过35万人居住在“火灾严重程度极高的地区”的城镇。

胎儿暴露
此外,据研究人员MH O’Donnell和AM Behie记录,有证据表明母体压力增加,从而影响了出生结果。在澳大利亚,研究表明,出生时平均出生体重显着较高的男婴出生在大多数严重受火灾影响的地区。这归因于母体信号直接影响胎儿生长模式。

哮喘是美国儿童中最常见的慢性病之一,影响估计有620万儿童。最近关于哮喘风险的研究领域特别关注妊娠期间空气污染的风险。其中涉及几种病理生理过程。在人类中,相当多的气道发展发生在妊娠中期和妊娠中期,并持续到3岁。据推测,在此期间暴露于这些毒素可能会产生相应的影响,因为在此期间肺的上皮可能会增加毒素的通透性。在父母和产前阶段暴露于空气污染可能诱发表观遗传变化,这些变化是导致哮喘发展的原因。最近的Meta分析发现PM2.5之间存在显着关联,尽管研究中存在异质性,否则NO2和儿童期哮喘的发展。此外,母亲接触慢性压力源,最喜欢存在于贫困社区,这也是儿童哮喘的相关因素,这可能进一步有助于解释儿童早期暴露于空气污染,邻里贫困和儿童风险。生活在贫困社区不仅与污染源的位置和暴露有关,而且还与慢性个体压力的程度有关,这反过来又会改变母体免疫系统的静态负荷,导致儿童的不良后果,包括易感性增加空气污染和其他危害。最喜欢出现在贫困社区,这也是儿童哮喘的一个相关的联系,这可能进一步帮助解释儿童早期暴露于空气污染,邻里贫困和儿童风险。生活在贫困社区不仅与污染源的位置和暴露有关,而且还与慢性个体压力的程度有关,这反过来又会改变母体免疫系统的静态负荷,导致儿童的不良后果,包括易感性增加空气污染和其他危害。最喜欢出现在贫困社区,这也是儿童哮喘的一个相关的联系,这可能进一步帮助解释儿童早期暴露于空气污染,邻里贫困和儿童风险。生活在贫困社区不仅与污染源的位置和暴露有关,而且还与慢性个体压力的程度有关,这反过来又会改变母体免疫系统的静态负荷,导致儿童的不良后果,包括易感性增加空气污染和其他危害。

健康影响
野火烟雾含有可能对人体呼吸系统产生不良影响的颗粒物质。应向公众传播野火烟雾对健康影响的证据,以便暴露可能受到限制。健康影响的证据也可用于影响促进积极健康结果的政策。

吸入野火引起的烟雾可能对健康造成危害。野火烟雾由燃烧产物组成,即二氧化碳,一氧化碳,水蒸气,颗粒物质,有机化学物质,氮氧化物和其他化合物。主要的健康问题是吸入颗粒物质和一氧化碳。

颗粒物质(PM)是一种由灰尘和液滴颗粒组成的空气污染物。它们根据颗粒的直径分为三类:粗PM,细PM和超细PM。粗颗粒为2.5微米至10微米,细颗粒为0.1至2.5微米,超细颗粒小于0.1微米。每种尺寸都可以通过吸入进入身体,但PM对身体的影响因尺寸而异。粗颗粒被上呼吸道过滤,这些颗粒会积聚并引起肺部炎症。这可能导致眼睛和鼻窦刺激以及喉咙痛和咳嗽。粗PM通常由较重且毒性较大的材料组成,这些材料会导致短期影响并产生更强的冲击力。

较小的微粒进一步进入呼吸系统,在肺部和血液深处产生问题。在哮喘患者中,PM2.5引起炎症但也增加上皮细胞中的氧化应激。这些颗粒还在肺上皮细胞中引起细胞凋亡和自噬。这两个过程都会导致细胞受损并影响细胞功能。这种损害会影响呼吸系统疾病,如哮喘,肺部组织和功能已经受损。第三种PM类型是超细PM(UFP)。UFP可以像PM2.5一样进入血液,然而研究表明它可以更快地进入血液。UFP所造成的炎症和上皮损伤也表现得更加严重。PM2.5是野火问题中最受关注的问题。这对年幼的人特别危险,老年人和慢性病患者,如哮喘,慢性阻塞性肺病(COPD),囊性纤维化和心血管疾病。从野火烟雾中接触细颗粒最常见的疾病是支气管炎,哮喘或COPD恶化和肺炎。这些并发症的症状包括喘息和呼吸短促,心血管症状包括胸痛,心率加快和疲劳。

哮喘加剧
野火引起的烟雾会导致健康问题,尤其是儿童和已经患有呼吸道疾病的人。一些流行病学研究表明,空气污染与支气管哮喘等呼吸道过敏性疾病密切相关。

一项与2007年圣地亚哥野火相关的烟雾暴露的观察性研究显示,医疗保健利用率和呼吸道诊断均有所增加,尤其是采样组中的哮喘。预计野火事件的气候情景可预测幼儿呼吸系统疾病的显着增加。颗粒物质(PM)触发一系列生物过程,包括炎症性免疫反应,氧化应激,这些过程与过敏性呼吸系统疾病的有害变化有关。

尽管一些研究表明哮喘患者的肺功能没有明显的急性变化,但这些违反直觉的研究结果可能解释为使用快速缓解药物(如吸入器)以应对高浓度烟雾。那些已被诊断患有哮喘的人。在研究阻塞性肺病和野火暴露的药物使用之间的关联时,研究人员发现吸入剂的使用和口服类固醇的长期控制都有所增加。更具体地说,一些哮喘患者报告使用了快速缓解药物(吸入器)。在加利福尼亚发生两场大火之后

野火烟雾与哮喘恶化之间存在一致的证据。

一氧化碳的危险
一氧化碳(CO)是一种无色无味的气体,可以在靠近阴燃火焰时以最高浓度存在。因此,吸入一氧化碳对野火消防员的健康构成严重威胁。烟雾中的CO可被吸入肺部,被吸收到血液中,减少氧气输送到身体的重要器官。在高浓度下,它会导致头痛,虚弱,头晕,意识模糊,恶心,定向障碍,视力障碍,昏迷甚至死亡。然而,即使在较低的浓度下,例如在野火中发现的那些,患有心血管疾病的个体也可能经历胸痛和心律失常。最近一项追踪1990 – 2006年野火消防员死亡人数和原因的研究发现,21.9%的死亡事件发生在心脏病发作中。

野火的另一个重要且不太明显的健康影响是精神疾病和疾病。研究人员发现来自美国和加拿大,希腊和澳大利亚等国家的成年人和儿童直接和间接受到野火的影响,以证明他们与野火经历有关的几种不同的心理状况。这些包括创伤后应激障碍(PTSD),抑郁,焦虑和恐惧症。

在对野火健康影响的新转变中,前铀矿场于2012年夏天在爱达荷州北福克附近被烧毁。这引起了当地居民和爱达荷州环境质量部官员对由此产生的烟雾中辐射可能扩散的担忧,因为这些地点从未完全清除过放射性残留物。

流行病学
在过去的几十年里,美国西部的野火频率和强度均有所增加。这一增长归因于美国西部的干旱气候和全球变暖的影响。据估计,2004年至2009年期间,美国西部地区有4600万人接触过野火。有证据表明,野火烟雾可以增加大气中颗粒物的含量。

美国环保署已通过国家环境空气质量标准确定了空气中可接受的颗粒物浓度,并已规定对环境空气质量进行监测。由于这些监测计划和人口稠密地区附近几个大型野火的发生率,已经进行了流行病学研究,并证明了人类健康影响与野火烟雾引起的细颗粒物质增加之间的关联。

EPA已经确定了空气中可接受的颗粒物质浓度。国家环境空气质量标准是“清洁空气法”的一部分,为污染物水平和环境空气质量监测提供强制性指导。除了这些监测计划之外,人口稠密地区附近野火的发病率增加也促成了一些流行病学研究。这些研究表明,人类健康的负面影响与野火烟雾导致的细颗粒物质增加之间存在关联。颗粒物质的大小是显着的,因为较小的颗粒物质(细)容易吸入人体呼吸道。通常,小颗粒物质可被吸入深部肺组织,引起呼吸窘迫,疾病或疾病。

2002年6月科罗拉多州海曼火灾发生的PM烟雾增加与COPD患者呼吸系统症状的增加有关。以类似的方式观察南加州2003年10月的野火,调查人员显示,由于哮喘症状导致入院时烟雾中PM浓度达到峰值,因此住院率增加。另一项流行病学研究发现,与匹配的非烟雾波天相比,在具有高野火特异性颗粒物质2.5的烟雾波天期间,呼吸相关住院患者的入院风险增加了7.2%(95%置信区间:0.25%,15%)。

参与儿童健康研究的儿童也发现眼睛和呼吸道症状,药物使用和医生就诊都有所增加。最近,研究表明,在火灾期间怀孕的母亲生下的婴儿的平均出生体重略低于那些在出生时未暴露于野火的婴儿。建议孕妇也可能面临野火不利影响的风险。全世界估计每年有339,000人死于野火烟雾的影响。

虽然颗粒物质的大小是健康影响的重要考虑因素,但也应考虑来自野火烟雾的颗粒物质(PM2.5)的化学成分。先前的研究表明,与其他烟雾源相比,来自野火烟雾的PM2.5的化学成分可以产生对人类健康结果的不同估计。暴露于野火烟雾的人的健康结果可能与暴露于固体燃料等替代来源的烟雾的健康结果不同。