拆解 Wildfires 森林大火迅速蔓延的原理

2016/05/11 (星期三)

亞省北部的森林大火令接近十萬人緊急撤離,過千棟房屋被燒毀。災民至今仍未能返回家園。雖然今次損失慘重,但其實加國北部的樹林經常會發生山火。若山火是這麼常見,為何今次 Fort McMurray 的火災會難以控制?CBC News 網站的 Technology & Science 版面早前就從科學的角度詳盡解釋山火迅速蔓延的原理,請按此閱讀 CBC News 的原文

CBC.ca recently posted an article on its website explaining the science behid the catastrophic wildfile that forced the evacuation of Fort McMurray.  We have summarized the article in Chinese. To read the original article on CBC News website, please click here.



(Terry Reith/CBC)

專家指,山火本來就是難以估計的,因為它們可以在適當的環境下短時間內擴展。火需要三種物料才能燃燒,就是火種、氧氣、及高溫環境,俗稱「火三角」。而大火能迅速焚燒至 Fort McMurray 及其他社區是因為當時附近地區非常乾燥及高溫,連日少量雨水令樹林變得十分易燃,不知從何時起,火勢蔓延到城鎮內的多個社區。

起火後連日來的天氣持續炎熱及大風,令火場面積可在一天內增倍。當火勢擴展至一定的程度,火場內的熱空氣上升,冷空氣從底部吸入火頭繼續供應氧氣造成旋風 (indraft),令火勢的定向變得無法估計。在今次 Fort McMurray 山林大火期間曾經人目睹類似火龍捲,專家指,大火內的旋風越漸增強,引至火頭向上空投擲火焰,火場內的溫度更高達800至1000度,是山火中最嚴重的情況。



火場內的熱空氣上升,冷空氣從底部吸入火頭繼續供應氧氣造成旋風 (indraft)

由於山火向 Fort McMurray 市逼近,市政府立即下令要求市民撤離。協助撲救的消防人員表示,在一般城市環境內有很多燃料,如乾草,樹枝及木建房屋等,本身的表面積與體積相對龐大,能夠提供很多空間讓火燃燒,亦會增加火勢擴展的速度,因此 Fort McMurray的 Abasand 及 Beacon Hill 等地區共有過千間房屋被燒至平地。市內的道路或河流一般會截斷大火,但強勁的風勢將火屎吹過河道及馬路繼續焚燒。而消防隊伍盡力阻止大火蔓延至市中心及其他重要設施和建築物。



(Global News, 2016)

到底消防人員是怎樣撲救這場大火呢?理論上只要將「火三角」之中的其中一個元素除去便可。消防人員首先會考慮清除山火附近的易燃物料,盡可能將已死的樹木移走。他們亦會在大火前起一個可控制的火頭,將所有移不走的易燃物燒掉,令原來的大火沒有擴展的空間,這個方法俗稱「逆火」(Backfire)。



「逆火」(Backfire) 就是在大火(#5-7)前起一個可控制的火頭(#3),將所有移不走的易燃物燒掉,令原來的大火沒有擴展的空間。

要在短時間大規模撲滅山火,最常用的方法是投放水彈(water bomb),除此以外亦會從高空灑下滅火粉末,但有資料顯示,這些化學液體落入燒過的泥土會化作肥料,長遠來說對環境可能會構成威脅。它會助長雜草,阻礙其他植物的生長。不過,火災北部森林亦對某些原植物有利,如葉松和紅松果,它本身蓋了一層蠟質,因此需要高溫燒去外層才能釋出果實。



Jack pine 葉松果


Lodge pine 紅松果

雖然森林大火常見於本國某些省份,但沒有人可以控制得到火勢擴散的速度及帶來的風險。為了減低山火蔓延的可能,政府當局應在高危地區定期教育市民防火知識及提供適當的指引,詳情請到省政府農業和林木業的網站了解更多。

(摘要於 CBC.ca 網頁)