森林起火后,由火点向其上下及周围的扩展。早在18世纪,就有人将林火蔓延划分为两大类:一类蔓延速度快的称为速行火,另一类蔓延速度缓慢的称为稳进火。20世纪初,用林火蔓延面积的大小和蔓延速度的快慢来确定扑火人员的数量。70年代采用多种因素确定林火蔓延模型,以控制林火。林火蔓延的热传播方式①热对流:由于热空气上升,周围冷气补充,在燃烧区上方形成对流柱,集聚燃烧的热量将近3/4。
森林起火后,由火点向其上下及周围的扩展。早在18世纪,就有人将林火蔓延划分为两大类:一类蔓延速度快的称为速行火,另一类蔓延速度缓慢的称为稳进火。20世纪初,用林火蔓延面积的大小和蔓延速度的快慢来确定扑火人员的数量。70年代采用多种因素确定林火蔓延模型,以控制林火。
①热对流:由于热空气上升,周围冷气补充,在燃烧区上方形成对流柱,集聚燃烧的热量将近3/4。热对流往往是地表火转为树冠火的主要原因。②热辐射:它以电磁波的方式向各方直接传播。其传播与热源中心平方距离成反比。③热传导:是可燃物向内部传热。传热的快慢决定于导热系数的大小,是地下火热传播的主要方式。
顺风蔓延速度最快,火势最强,而延伸的部分为火头;逆风蔓延速度慢,火强度最小,与火头方向相反的部分为火尾;介于火头和火尾之间部分为火翼。与风成直角蔓延,接近火头的火翼部分蔓延较快;而接近火尾的火翼部分蔓延较慢。在平坦地,无风时,火向四周等速蔓延呈圆形或近似圆形;大风时,呈长椭圆形,其长轴与主风方向平行。在主风方向不定(30°~40°变化时)或火在山坡上蔓延时,呈扇形。火在山岗地形蔓延时,火向两个山脊蔓延较快,而在沟谷中的蔓延较慢,呈凹形。火的蔓延速度有:①线速度:从起火点到终点直线距离除以时间,用米/分或公里/时表示;②面积速度:火场面积除以时间,得出单位时间面积,以平方米/分或公顷/时表示;③火场周边速度:以米/分或公里/时计算。
①可燃物:种类不同,其理化性质、结构、大小均不相同,燃点和燃烧速度也就有明显差异。火的蔓延方向往往向燃点低的可燃物蔓延较快,而燃点高的可燃物蔓延较慢。细小的可燃物如杂草和地表枯枝落叶,含水率随大气的湿度而变化;较粗大的可燃物含水率变化与天气连旱密切相关。所以细小可燃物的蔓延较快,而粗大可燃物的蔓延则较慢。②地形:地形变化不仅影响可燃物的种类及其分布,并能影响生态因子的重新分配,从而能影响火环境。地形起伏变化,能影响热的传播。如火在阳坡、山脊时,立地条件干燥,林火蔓延速度较快;而火在阴坡、山谷时,立地条件潮湿,林火蔓延则缓慢。火由山下向山上蔓延较快,称冲火,不易扑救;火由山上向山下蔓延则缓慢,称坐火,容易扑救。坡度大小对林火蔓延影响较大,在一般情况下,林火的蔓延速度随坡度的增加而加快,但在平缓地段对林木危害较重,而坡度增大则对林木的危害轻。③风:顺风蔓延的速度最快,逆风蔓延缓慢,侧风蔓延则介于二者之间。风不仅加快可燃物的水分蒸发与蒸腾,加速干燥,促使可燃物更易燃,而且能改变热传播,使对流热能变为热平流,加快林火向前蔓延的速度。在风的作用下,能不断补充新的氧气,加速燃烧的过程。此外,风向能决定林火蔓延方向。在火场上,当风向突变时,火势会减弱,有利扑救。其他气象因子,如温度、湿度、降水、日照等都与林火蔓延有关。林火蔓延与时间密切相关,时间愈长,火场蔓延面积愈大;反之,火场蔓延面积也小。
63 科技人员在计算机房工作
64 科技人员在做解析木的工作
65 大型自动转绘仪
66 假彩色合成影象(杭州湾)
林火蔓延
67 比值影象
68 彩色编码片
69 彩色红外航空摄影象片
70 林火空中红外摄影
71 森林天然彩色象片
72 多光谱比值合成象片
73 HCJ-2型红外假彩色航空摄影象片
苏联阿莫索夫(Г.А.Амосов)的林火蔓延面积计算公式为
林火蔓延
式中 S为火灾面积,平方米;V1为顺风火头(火头)速度,米/分;V2为侧方(火翼)速度,米/分;V3为逆风火头(火尾)速度,米/分;t为火灾发生后的时间,分。
1972年美国罗森梅尔(R.C.Rothermel)在均匀可燃物中制定的林火蔓延模型,公式为
林火蔓延
式中 I为反应强度,千焦耳·分-1·平方米-1;ξ为传播通量与反应强度的比值,无量纲;ϕw为风因子,无量纲;ϕs为坡度因子,无量纲;P为可燃物排列的颗粒密度,千克/立方米;ε为有效热数,无量纲;Q为预燃热,千焦耳/千克;R为火蔓延速率,米/分。
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