如何野火的工作

:凯文Bonsor

像这样的火灾往往是由于疏忽的人类行为造成的。看这些野火视频。
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在短短几秒内,一个火花,甚至太阳的光是热就能引起地狱般的大火。野火迅速蔓延,吞噬了茂密干燥的植被和几乎所有的东西。曾经的森林变成了一个充满未开发燃料的虚拟火药桶。在看似瞬间的爆发中,野火席卷了周围数千英亩的土地,威胁到附近许多人的家园和生命。

500万英亩的平均燃烧,每年在美国,造成数百万美元的损失。一旦发生火灾开始时,它可在高达的速度每小时(23公里)14.29英里蔓延,消耗在其道路上的一切。由于火灾蔓延过刷和树木,它可能需要对自己的生活 - 寻找途径,以保持自身的活着,甚至通过抛出余烬英里远产卵小火灾。在这篇文章中,我们将着眼于野火,探索它们是如何出生,生活和死亡。

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在2000年,这个野火烧毁北部的苏拉,蒙大拿州。“width=
在2000年,这个野火烧毁北部的苏拉,蒙大拿州。
照片由土地管理局/John McColgan提供

在炎热的夏天,在干旱条件下的峰值,一些小如从火车车厢的车轮撞击轨道可以点燃熊熊野火的火花。有时候,火灾自然发生,点燃由热量从太阳或者一个闪电罢工。然而,大多数火灾都是由于人类的疏忽造成的。

野火的常见原因包括:

  • 纵火
  • 篝火
  • 丢弃点燃的香烟
  • 不燃烧的碎片
  • 玩火柴或烟花
  • 规定的火灾

任何东西都有着火的温度。这个温度被称为材料的温度闪点.木材的闪点是572华氏度(300摄氏度),当木材被加热到这个温度时,它释放出碳氢化合物气体,与空气中的氧气混合,燃烧并产生火焰。

有需要的点火和燃烧发生的三个组成部分。火需要燃料燃烧,供给空气氧气和一个源,以使燃料到点燃温度。热,氧气和燃料的形式火三角.消防队员经常谈论的时候,他们正试图扑灭大火的火三角。我们的想法是,如果他们能带走的三角支柱中的任何一个,他们可以控制并最终扑灭火灾。

燃烧发生后,火开始燃烧,有几个因素决定了火如何蔓延。这三个因素包括燃料天气地形.根据这些因素,一场大火可以很快熄灭,也可以变成熊熊燃烧的火焰,吞噬数千英亩的土地。

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可燃物载量

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燃料是决定火灾强度的一个主要因素。
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野火的蔓延取决于周围燃料的种类和数量。燃料可以包括从树木、灌木丛、干燥的草地到家庭的一切东西。围绕火灾的可燃物质的数量被称为载油量.燃料负荷是由单位面积的可用燃料量来衡量的,通常是每英亩吨。

少量燃料负荷会引起火灾燃烧,蔓延缓慢,强度低。如果有很多燃料,火会燃烧得更强烈,导致它蔓延得更快。它加热周围物质的速度越快,这些物质燃烧的速度就越快。燃料的干燥度也会影响火灾的行为。当燃料非常干燥时,它会消耗得更快,并产生更难以控制的火焰。

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以下是决定燃料如何影响火灾的基本燃料特性:

  • 大小和形状
  • 安排
  • 水分含量

小燃料材料,也叫浮华的燃料如干比如松针、干树叶、小树枝和其他枯死的灌木,它们比大的原木或树桩燃烧得更快(这就是为什么你要用引火物而不是原木生火)。在化学层面上,不同的燃料材料比其他材料需要更长的时间来点燃。但在火灾中,大部分燃料都是由同种材料制成的,着火时间的主要变量是燃料的总表面积与体积之比。因为树枝的表面积并不比它的体积大多少,所以它燃烧得很快。相比之下,树木的表面积要比体积小得多,所以在燃烧之前需要更多的时间加热。

随着火势的发展,它会使后面的物质变干——接近潜在燃料的热量和烟雾会导致燃料中的水分蒸发。这使得燃料在火焰最终到达时更容易点燃。有些间隔的燃料也会比紧密堆积的燃料干得更快,因为稀薄的燃料可以获得更多的氧气。更紧密的燃料也保留更多的水分,吸收火的热量。

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天气在野火中的作用

野火产生的风比周围的风强10倍。“width=
野火产生的风比周围的风强10倍。
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天气在野火的产生、生长和死亡中起着重要作用。干旱给野火带来了极其有利的条件,而风有助于野火的进展——天气可以促使野火移动得更快,吞噬更多的土地。它也会使灭火工作更加困难。有三种天气因素会影响野火:

  • 温度
  • 水分

如前所述,温度影响野火的火花,因为热是火三角形的三个支柱之一。棍棒,树木和灌木丛在地面上的太阳,其加热和干燥的潜在燃料接受辐射热。气温回暖允许燃料点燃和燃烧更快,增加的速率野火蔓延。出于这个原因,森林火灾往往愤怒下午,当温度在他们的最热。

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风可能对野火的行为影响最大。它也是最不可预知的因素。风提供具有更多的氧,进一步干燥潜在的燃料的火,以更快的速度推向全国的土地火。

国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research)的资深科学家特里·克拉克(Terry Clark)博士开发了一个计算机模型,显示了风在小范围内的移动方式。自1991年以来,他一直在将该模型转换为包括野火特征的模型,如火灾和大气之间的燃料和热交换。

“我们看的是什么火-大气耦合动力学,其中火和相互大气相互作用,“克拉克说,”我们一直在如何相互作用的火灾与环境的前瞻性和得到一些的火灾蔓延和火行为的特点,通过建模,我们已经正在做。”

克拉克的研究发现,风不仅会影响火灾的发展,而且火灾本身也会形成风的模式。当火灾形成自己的天气模式时,它们可以反馈到火灾如何蔓延。大而猛烈的野火可以产生风,称为火旋转.火旋风,就像龙卷风这是由火的热量所产生的漩涡造成的。当这些涡旋从水平向垂直倾斜时,就会产生火焰涡旋。众所周知,火旋风会将燃烧着的木头和燃烧着的碎片投掷到相当远的距离。

“还有另一种方法可以使涡度倾斜。也就是说,它可以在没有火旋风的情况下被命名,基本上是向前爆发成所谓的发夹旋风或向前爆发。”克拉克说。“这在树冠火灾(树顶火灾)中很常见,所以你会看到火势蔓延到山坡上。”向前爆发可以有20米(66英尺)宽,以100英里每小时(161公里每小时)的速度发射100米(328英尺)。这些爆炸留下了一个烧焦的区域,导致火势蔓延。

该察言观色更强,更快的火价差。大火产生的作为比环境风还快多达10倍自身风。它甚至可以扔余烬到空气中,并创造更多的火灾,被称为发生斑点.风也可以改变火的方向,阵风可以把火吹向树木,造成树冠火

虽然风可助火蔓延,防潮工程逆火。水分,湿度和降水的形式,可以减缓火,并降低其强度。潜在的燃料可能难以点燃,如果他们有高水平的水分,因为水分吸收火的热量。当。。。的时候湿度为低,这意味着有水蒸汽的量低的空气,野火更容易启动。的湿度越高,就越有可能在燃料是干燥和点燃。

因为湿度可以降低野火的发生几率,降水对防火有直接的影响。当空气中水分饱和时,就会以雨的形式释放水分。雨水和其他降水会增加燃料中的水分,从而抑制野火的爆发。

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山中之火

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通常情况下,火势在斜坡上传播得更快。一旦到了山顶,火往往就会熄灭。
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影响野火行为的第三大因素是地形或地形。虽然地形与燃料和天气不同,几乎没有变化,但地形可以帮助或阻碍野火的发展。地形中与野火相关的最重要的因素是

与人类不同,火灾上山的速度通常比下山的速度快得多。坡越陡,火烧得越快。火灾的方向是周围的风,通常是向上的。此外,大火还能预热山上的燃料,因为烟和热量是朝那个方向上升的。相反,一旦火到达山顶,它必须努力下来,因为它不能预热下坡燃料和上坡燃料。

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克拉克博士说,火灾慢上坡行驶是一个例外,但它确实发生了。风可以对着干火正试图向上的斜坡。

“这取决于风向,”他说。“例如,我在澳大利亚有一个案例研究,风从山坡上吹下来,把火从山上吹走,直到有锋面穿过。然后它就上山了。”

除了火灾在燃烧时造成的损害,它们还会留下灾难性的问题,这些问题的影响可能在大火熄灭后的几个月都感觉不到。当大火摧毁了山上所有的植被时,也会削弱土壤中的有机物质,阻止水渗入土壤。由此产生的一个问题是极其危险的侵蚀,可能会导致泥石流。

这方面的一个例子发生在1994年7月的一场野火之后,那场野火烧毁了科罗拉多州格伦伍德斯普林斯附近的Storm King山陡峭山坡上大约2000英亩的森林和灌木丛。根据美国地质调查局(United States Geological Survey)的数据,火灾发生两个月后,暴雨引发了泥石流,数吨泥土、岩石和其他碎片倾泻到70号州际公路3英里长的一段路上。这些泥石流吞没了30辆汽车,并将两辆冲入科罗拉多河。

虽然我们经常看野火是破坏性的,许多野火实际上是有益的。有些野火烧毁森林,这可以阻止可能会导致如果刷允许累计时间长的较大火灾的灌木丛。野火还可以通过减少疾病传播,从烧毁的植物营养物质释放到地面,并鼓励新的经济增长中获益的植物生长。

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大火作斗争

消防队员建造这样的防火带来清除野火路径上的潜在燃料。“width=
消防队员建造这样的防火带来清除野火路径上的潜在燃料。
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想象一下,在炉内,穿着厚重的衣服烟雾填满你的肺,你只能开始明白是什么感觉打一场熊熊野火。每年,数以千计的消防队员冒着生命危险战斗无情的大火。精英,陆基消防队员分为两类:

  • 能人- 工作在20人的团队,这些训练有素的消防员的主要工作是围绕打造火防火,以防止其蔓延。一种防火带是一片没有任何燃料的土地。能人受雇于美国森林服务
  • 消防员-这些消防员是跳伞的伞兵飞机前往偏远地区的小火场。他们的工作是在小火势蔓延到大火势之前将其扑灭。空降消防员在着陆后使用的灭火技术与高手们相同。整个美国只有几百名空降消防员,他们都是受雇于土地管理局(BLM)或美国森林服务。

除了建造防火墙,用水和阻燃剂灭火,地勤人员也可以使用适得其反.逆火是指地面人员向燃烧的野火前进时引起的火灾。设置逆火的目的是在野火蔓延的道路上烧掉任何潜在的燃料。

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空中加油机下降水和阻燃剂到野火。“width=
空中加油机下降水和阻燃剂到野火。
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虽然能人,空降森林灭火员和其他支持人员打在地面战斗中,它们从空气中给予了很多的支持。空中加油机通常用于向火灾中倾倒数千加仑的水和阻燃剂。你经常看到红色的东西从上面掉下来飞机直升机是一种含有磷肥的化学阻燃剂,有助于减缓和冷却火灾。

直升机也被用来作为一种从上面灭火的方法。这些飞机携带着可以容纳数百加仑水的水桶,飞过大火并投掷水弹。直升机对于运送消防队员进出火场也很有价值。

野火是一种强大的自然力量,只要有燃料、氧气和热量,就可以持续燃烧。消防队员的工作是消除火灾三角中的一面,如果不是全部的话,以防止进一步的破坏。

有关野火和相关主题的其他信息,请查看下一页上的链接。

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