基于林区智能网格的精细化森林火险气象预报模型及应用

基于智能网格气象产品、全国森林植被分布数据,选取动态气象因子和静态植被因子,建立了精细化森林火险气象预报模型并开展业务应用。利用火灾个例以及重点防火期内森林火灾实际过程,对模型预报效果进行评估,结果表明:①火险预报模型通过加入静态植被因子,考虑了不同类型的可燃物特征,基于GIS研发了精准到林区网格的精细化森林火险气象等级客观预报产品;②我国西南、华南、东北、华北等林火高发地区的重点防火期期间,降水晴雨准确率较高,采用的智能网格气象预报产品为模型提供了可靠、精细的动态气象背景场;③模型对火险气象条件模拟效果较好,对森林火灾的发生具有较好的指示意义;④模型实现了基于植被的森林火险气象等级网格化预报,产品空间分辨率5 km,预报时效为10 d,在国家级森林火险气象等级短、中期无缝隙精细化预报以及火场保障服务中取得了良好的应用效果。     

浙江省森林防火预报决策初探

一、浙江省林火概况及成因分析根据对浙江省1986～1988年11—12月与翌年1—4月(冬、春防火期)的1357次森林火灾的统计,得到一些基本概况: 1.林火发生频数高。这与我省户外活动时间长,生产方式复杂有关。 2.造成我省森林火灾的原因以吸烟为最多,其次是烧田坎草和炼山,三项合计占全部火源的62％。 3.我省林火发生的月际变化较大,这与人们生产、生活用火的时间及气候背景有关。二、森林火险天气的预报全省森林火险天气预报主要根据气象因子、阶段着火指数和天气形势变化趋势进行综合考虑来确定其火险等级。 (一) 气象因子的选择     

黑龙江省短期森林火险气象等级预报系统

利用林火资料和气象资料,通过建立概率模型模拟单因子对森林火险气象等级的单因子贡献度，然后通过四级判別得出综合模型，再根据不同季节植被因子对天气火险等级进行订正，最终得出森林火险气象等级。用此模型，对1981—2000年逐曰74个站进行了森林火险气象等级计算，形成文本文件和库文件；对每日的实时资料进行火险气象等级计算；根据T213数值预报产品，计算未来24小时的火险气象等级。全省31个站的火险等级在省台服务器上以MICAPS第三类数据格式存放或通过“黑龙江省短期森林火险气象等级顿报系统”调看。     

森林火险气候预测业务系统

利用逐日资料计算林火气象指数,确定了重点防火期内林火气候预测指标，并以此为基础初步建立了重点林区森林火险气候预测业务系统。     

黑龙江省高、低森林火险气象等级天气形势浅析

林火发生必须具备3个条件，即：森林可燃物、火险天气和火源。在森林可燃物和火源具备的情况下，林火能否发生主要取决于火险天气，一般来说，火险天气也就是有利于发生森林火灾的天气气候条件,如气温高、降水少、相对湿度小、风大、长期干旱等。造成不同森林火险气象等级的天气气候条件(各种气象因子）是十分复杂的。从天气形势分型的角度探索了造成高、低森林火险气象等级的典型环流特征,为实际预报业务提供参考。     

湖北省及其分区森林火险天气等级标准的研制

根据全省1987-1989年防火期内共637日的948个林火个例,导出了分区及全省的火灾气象指标之间的判别函数,制订了森林火险等级标准及预报模式.经回代、试验及实际应用证明是可靠、?适、方便的.     

南郑县森林火险区划及森林火险等级预报

森林火险等级预报是利用气象信息预防森林火灾的有力工具,对森林防火具有指导意义。南郑县属巴山林区,是国家一级森林火险区,防火任务相当艰巨。为做到突出重点,全面防范,把有限的人力和设施用于高火险区,制作了适合本县森林火险区划和预报。1南郑县森林火险区划1．1区划因子选择可供选择的因子较多,结合本县资料,与林业部门要求,选择以下因子：树种、林种和气象。各因子按其对火险贡献的大小加权平均。树种按《全国森林火险区划手册》的分类标准,分为：易燃类、可燃类、难燃类,分乡统计出各类面积,权值＝易燃＋可燃＋难燃×。…     

河北省森林火险预报模式的改进及应用

采用数理统计的方法,增加了MODIS卫星遥感监测的土壤湿度和热源点预报因子,对河北省气象局原有的森林火险预报模式进行了改进,针对不同区域分别建立了森林火险预报模式,并对2012年河北省森林火灾实际发生情况进行了分析和应用效果检验。结果表明,2012年防火期,实况出现火灾,改进的火险模式预报森林火险气象等级5级为预报完全正确比率达66．3％;预报火险气象等级为4级（高度火险）及以上的正确率达83．1％;预报火险气象等级为3级（中度火险）及以上的正确率达98．8％;在所有的预报样本中,森林火险气象等级预报5级,但实况没有出现火灾的空报率为6．8％。检验结果显示,改进后的森林火险预报模式的应用效果更接近实际情况。     

气象卫星遥感预警福建省森林火灾

应用NOAA卫星遥感资料，研究森林防火期内森林植被的干燥指数的变化，结合分析相应的森林火灾的资料，做出福建省森林火险等级空间分布，应用福建省地理信息系统，根据高火险等级的地理位置，预警该地可能发生森林火灾。     

黑龙江省多因子综合森林火险预报业务系统

在分析黑龙江省各地森林火灾发生特点及规律的基础上,应用10余种与可燃物干燥度、火蔓延、阻燃等有密切关系的气象因子,确定黑龙江省多因子综合森林火险气象等级预报指标;通过程序设计,建立黑龙江省多因子综合森林火险气象等级预报模型,建成森林火险预报业务系统,系统能够自动输出预报结果,在实际业务中取得良好的应用效果。     

临汾市森林火险等级预报系统及其应用

针对临汾市森林分布面广,每年火情来得早,而且易燃的人工油松林面积较大,是山西的火灾易发区等实际情况,利用1986～2003年18年临汾市有关气象及森林火灾资料,回顾性地分析了森林火灾的发生与气象条件、火源条件及森林含水率的关系,计算了森林火险综合预报指标,前瞻性地建立起交叉学科的综合火险预报方程,经试用效果较好,对森林火灾发生有一定的预报预警能力.     

湖南省森林火灾时空分布特征及其气象成因分析

利用湖南省2008-2017年10年森林火灾数据、卫星MODIS和VIIRS监测资料及常规气象资料，统计分析了湖南省森林火灾时空分布特征，分析结果表明：近10年湖南省森林火灾高发月份是2、3、4月， 3月最多，总次数为3800次，森林火灾在邵阳发生次数最多，郴州、长沙和永州次之。森林火灾受灾面积最大的是永州市、怀化市、邵阳市，达6800-7500公顷。重点分析了2018年2月14-19日湖南致灾严重的森林火灾过程与气象条件的关系，结果表明，森林火灾期间，气温偏高、相对湿度较小，降水量少，平均风速一般超过0.5m/s，火灾严重时段最大风速增大到6m/s左右，风向以偏东风和偏南风为主，湖南高低空受上下一致的西南风气流控制，天气形势较稳定。     

1961~2020年中国两大林区森林火险天气的多尺度特征北大核心CSCD

近年来,世界各地的极端林火事件已呈现出多发态势。林火作为一种复合型极端事件,它的发生和蔓延与气象条件有着密切联系,在全球变暖的背景下,研究林区森林火险天气的变化特征可以为“碳中和”背景下的森林防火工作提供科学的信息。本文以逐日森林火险气象指数(FFDI)作为火险天气的度量指标,分析了该指数的适用性及空间分布特征,进而分析了1961~2020年东北和西南两大林区FFDI及相关气象因子的线性变化趋势;最后利用集合经验模分解(EEMD)的方法揭示了两大林区防火期FFDI的多时间尺度演变特征。研究发现:在季节以及年时间尺度上,FFDI的分布具有明显的区域特征,东北地区在春季、秋季处于高值期,而西南地区则集中在春季和冬季,这与两大林区的森林防火期有很好的对应关系。各个季节FFDI呈现显著增长的站点数在10%~20%左右,春季最多(21%)。东北林区FFDI的变化趋势在四季都不显著;但相关气象因子中的日最高气温在四季都呈现显著的变暖趋势,平均风速在四季都呈现显著减弱的趋势。西南林区四季的FFDI都呈现显著(至少是0.1水平下的)增长态势,其中春、冬季防火期的趋势分别为0.09/10 a(P<0.1)和0.05/10 a(P<0.1);夏、秋、冬三个季节显著变暖又显著变干(P<0.05),朝着“暖干化”的气候特征演变。年际变率在两大林区FFDI的演变中贡献超70%;东北春季和秋季防火期FFDI的非线性趋势分别呈先快速上升后减缓和先快速上升后转为下降的趋势;西南春季防火期FFDI的非线性趋势从上个世纪的稳定少变转为21世纪开始呈现快速上升的趋势,冬季防火期FFDI则总体呈稳步上升趋势。因此,西南林区的防火形势正变得愈发地严峻。     

CI指数在大兴安岭地区春季防火服务中的应用

用综合气象干旱指数(CI),结合1980—1999年林火资料,选取上年夏秋季、3月及前20天累计干旱指数作为CI林火因子,分别代表长期、中期和近期的气象干旱情况,并依据CI林火因子计算出CI林火指数(Hc)进行林火预警服务。经过研究得出如下结论:①各月相比,6月的林火因子最小,5月除上年夏秋季累计干旱指数小于4月外,其他因子均大于4月和6月累计干旱指数,说明5月最易着火,而6月出现火灾时比4月需要更加干旱的气象条件。②4月和6月有89%林火个例的Hc1,5月有84%的林火个例达到这个标准;当Hc≥2时,有76%的年份在10天内发生林火,平均每年发生4次,而Hc2时只有45%的年份发生林火,平均每年发生2.3次。说明Hc越大,发生林火的可能性越大。在春季森林火险预警服务中,可定义Hc≥2为高火险,1≤Hc2为中火险,Hc1为低火险。     

陕北春季森林火灾气象条件分析

通过对1989~2004年间陕北春季森林火灾发生期气象资料进行研究分析,指出春季2~5月份林火期气候特征、森林火灾易发期天气环流特征,林火的发生与冷空气活动密切相关。在春季森林火灾期地面气象要素也呈现出一定的变化规律。     

C波段高山天气雷达对森林火灾的探测能力初析

借鉴前人在S波段新一代天气雷达上探测森林火灾和城市大火烟尘的方法和研究成果,利用收集到的云南十部C波段新一代天气雷达的34次森林火灾个例资料,立足云南C波段高原高山雷达的一些特点,采用分类对比进行分析研究,得出C波段高山雷达森林火灾回波的一些特有指标。提出按雷达海拔高度分别设置森林火灾判别阈值、引入速度场特征、降水回波过滤等一些新指标和方法,进行这类地区的雷达森林火灾探测。随后开展了业务实践,经检验和实地踏勘,取得了一定效果。证明C波段雷达同样具有一定的探测森林火灾回波的能力,主要技术指标有:高山雷达由于海拔高差的影响,应分别针对不同雷达设置相应的阈值参数;根据森林火灾回波的上升和飘散特性,雷达回波速度场与周围回波有时呈现出一定差别;采用过滤晴空回波、过滤杂波、过滤地物回波、过滤二次回波、过滤降水回波、识别速度场特殊回波等办法,可得到滤出的火灾烟尘疑似回波。这些指标和方法对西部高山雷达探测应有一些参考作用。     

Assessment of increase in forest fire risk in Russia till the late 21st century based on scenario experiments with fifth-generation climate models

Proposed are the methods for assessing the number of days per month with the forest fire risk based on monthly mean values of air temperature, relative humidity, and the amount of precipitation. Obtained are the quantitative estimates of the contribution of each of the above meteorological parameters to the linear regression equation. Prognostic estimates of the number of days with the forest fire risk per season for short-, medium-, and long-range prospects of climate changes are computed using the scenarios of climate change till the late 21st century based on the fifth-generation physical and mathematical models. Revealed is a dependence of the area covered with forest a fire on the number of fire-risk days per season.     

月雨量的可预报性估算试验

根据广东省各地区气象条件的差异，森林面积的大小、森林火灾出现的严重程度，参照树种的分布，将全省划分为５个区域，在各区域内造若干代表站点，将代表站点所收集到的火灾样本资料分别与当地气象因子建立相关系，获得火险等级评价指数，并根据指数的大小，预报未来各地区的火险等级，从而达到对广东各地进行林火分区预报的目的。     

滇西北旅游景区气象指数预报方法研究

依据云南省迪庆州3站40年的观测资料,利用统计检验结果,同时结合天气预报的时间和空间尺度理论,论证了迪庆州各旅游景点的气象指数预报。用最靠近景区的气象观测站所提供的天气预报资料和逐时观测资料作为预报景区指数的基础,同时根据景区的经纬度、海拔高度、植被状况进行订正,最终获取旅游景区的特种气象预报指数。旅游景区的特种气象预报软件开发应用天气学、数值方法等理论和业务技术方法,用Fortran语言和vB语言编程,研制了迪庆州各景区的紫外线指数、舒适指数、着装指数、火险等级、旅游气象指数系统。该系统软件已投入业务运行。