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用安装避雷针方法,预防山高谷深的森林雷击火灾的建议

 
[生活资讯]     2020-02-02
原创作者:黄思源黄薇薇近年,全球的森林火灾似乎比较多比较严重。如2018年11月,美国加利福尼亚州北部发生山火,虽然当地政府全力应对,但在狂风驱动下,大火直接吞噬了整个城镇,造成86人罹难、200余人失踪,烧毁房屋2万栋的惨剧。引起全球关注。

来源:读者投稿,原创作者:黄思源  黄薇薇


用安装避雷针方法,预防山高谷深的森林雷击火灾的建议


近年,全球的森林火灾似乎比较多比较严重。如2018年11月,美国加利福尼亚州北部发生山火,虽然当地政府全力应对,但在狂风驱动下,大火直接吞噬了整个城镇,造成86人罹难、200余人失踪,烧毁房屋2万栋的惨剧。引起全球关注。

2019年3月,我国四川凉山木里县森林发生火灾,烧了20公顷森林,出动消防人员和地方扑火队员共约700人,27名专业的消防员和4名群众干部牺牲。

有“地球之肺”称号的巴西亚马逊雨林,2019年8月烧了一个月的大火,烧毁了83万公顷原始森林。世界环保组织和各国人民都着急了,迫使巴西总统派四万军人去灭火。

2019年9月起跨年度的澳大利亚山火愈演愈烈,截至2020年1月10日晚,已有近6万平方公里的土地在燃烧,直接造成27人死亡,烧毁房屋近2000栋,估计有5亿哺乳动物、鸟类和爬行动物丧生,澳洲标志性动物考拉死亡约2万只,整个森林的生态系统都遭到了毁灭性的打击。

2019年12底,智利瓦尔帕莱索发生森林火灾,烧毁了100多所房屋……

森林火灾使火灾地区或国家损失巨大,因此,如何防范扑灭森林火灾成为当今世界的一个重要话题,同时也是一个棘手的世界难题。

对于人为的森林失火或纵火,人们还可以通过严査严禁携带火种等方法来预防。目前中国不少林区就是采用这个办法防止了很多的人为森林火灾。但是,对于雷击火引起的森林火灾,据了解目前还没有什么好办法。所以本文就这个问题作专门的探讨,提出一个建议:用安装避雷针方法来预防雷击引发的森林火灾。

雷击火是引起森林火灾的一个重要因素。据报道,2019年3、4月的四川凉山州木里县特大森林火灾,就是因为雷击一株高约18米、树围约250厘米的云南松树而引发的。据网络统计,由雷击火引起森林火灾最多的国家,主要有美国、加拿大、俄罗斯、中国和澳大利亚等。加拿大的雷击火次数占森林火灾总数的76%;美国每年平均有1万至1.5万次雷击火,美国西部山区大约有68%的森林火灾是由雷击引起的;在澳大利亚的维多利亚州,每年大约有26%的森林火灾是由雷击引起的,而过火面积却几乎占过火面积总数的50%;俄罗斯每年的雷击火占森林火灾总数的16%;在我国,内蒙古和黑龙江的大兴安岭林区是雷击火发生最频繁的地区。从森林火灾发生原因统计和造成的损失来看,夏季雷击已成为大兴安岭林区最主要的火因(《防范森林雷击火灾,还有多少难题待破解?》王胜男 《中国防雷》2018-07-14)。

专家们表示,雷击火的应对是目前森林防火领域的一个世界性难题,虽然很多国家都在积极探索和研究,但至今还没有十分有效的办法。我国对雷击火的预测监测研究尚处在起步阶段。林业部门一直在探索森林雷击火灾的防范,雷击火是天然火源,常规的防火措施无法减少雷击火的发生次数。从总体上看,我们在应对雷击火方面仍然是以“发现—扑救”的被动防御为主,手段单一、效率不高,存在许多困难和问题亟需破解,而且往往还造成牺牲,如2019年四川凉山州木里县因为雷击树木引起的森林火灾,30名扑火英雄牺牲,牵动了全国无数人的心。即使在号称最发达的美国,2018年年底的加州山火,在狂风驱动下,那一场全球关注的大火灾直接吞噬了整个城镇,造成上百人丧生,烧毁房屋2万幢。

一些专家认为,从全球范围看,近年来,随着气候变暖,厄尔尼诺、拉尼娜等异常气候现象频繁出现,雷击森林火灾已进入新一轮的多发期。我国的大兴安岭林区和新疆北部林区发生雷击火的几率也有可能大大增加,必须引起高度重视。

但在目前,森林雷击火灾的防范扑灭一般有如下几大困难:

一是监测发现难。林区的雷击火多发生在13时-17时之间,初期多数在腐殖层或树木植被中隐蔽燃烧发展,很少有明火和大的烟柱,不易被瞭望塔和护林飞机发现。被发现时已至少发展了数小时,错失了打早、打小的时机。

二是精准定位难。目前,林区对雷击火的前期观测定位主要依靠瞭望塔观测、飞机空中侦察和卫星热点遥感。其中,瞭望塔观测受山峰林木和雾气遮挡影响很大,对较远距离目标的定位存在较大误差。飞机空中侦察在很大程度上依赖观察员的水平和经验,同时受气象条件、空中管制的影响较大,不能随时出动。卫星热点遥感在火势较小时则难以发挥作用,有一定的滞后性。

三是扑救处置难。受林区地形、基础设施、装备设备、人员队伍、通信保障等条件制约,对雷击火的扑救处置往往力有不逮。以航空护林为例,一次干雷暴天气过程往往会同时引发多处雷击火点,而林区大中型直升机机源十分紧缺,2019年6月,内蒙古大兴安岭航空护林局曾面临在一天之内要用8架直升机同时处理7处火点的窘境。

对此,有专家提出,加强雷击火的预测预报、监测核查仍然是防雷减灾的最主要措施,提升对雷击火的应急处置能力是当务之急。

不过,本文作者却对该专家以上的应对措施有所不同看法,我们提议:应该以安装避雷针为主要方法来预防森林雷击火灾。

本文第一作者黄思源年轻时曾经做过避雷针安装工、电工,第二作者黄薇薇则是电力工程师,因此对避雷安全方面有一定的研究与实践。

虽然曾经有人认为:不能在森林里安装避雷针以防止雷击起火。因为避雷针的保护范围是有限的,大约就是从顶处以45度向四周往下的范围。要保护森林,不知要装多少避雷针才行,事实上是行不通的。

但我们依然认为,就因为避雷针的保护范围是从顶处以45度向四周往下的范围。在那些陡峭崎岖,人迹罕至的高山密林反而更适宜采用安装避雷针来预防森林火灾。因为这些地方失火,几乎都是雷击起火,而起火后消防车、消防员极难上去扑火,甚至在浓烟滚滚中直升机都不容易接近,降落;而靠飞机或人工降雨也会因山势陡峭、雨水流失很快而效果欠佳。

至于预先采用设置隔离带的办法也行不通,一是要设置的隔离带太长了,砍伐的树木太多了,而且新的草木很快又会生长出来;二是人很难上去砍伐这么长的隔离带;三是砍伐下来的树木太多,靠人力很难扔到远处;四是山火一来,从上到下或从下到上席卷横扫,隔离带不知要多宽才能起作用?像澳洲最近的火灾,有些地方隔离带30米都隔不了猛烈的山火。

所以,对这些高山密林,最好的预防方法还是安装避雷针。在目前我们所知的避免雷击起火的技术中,安装避雷针(装置)仍然是最有效的方法。自1753年美国人富兰克林发明避雷装置以来,人类已有至少200多年(因为据说广东省肇庆市的古建筑德庆学宫屋脊上有龙腾鱼跃的防雷装置——雷公柱,要比富兰克林发明避雷针早几百年)的防雷实践,无论在城市高层建筑中,或在海洋航行的船舶上,都采用避雷针来引雷放电,而输送电的漫长导线也都采用避雷线来避免输电线被雷击。现在全世界几十亿人数以千万计的建筑、船舶还普遍采用这一古老的行之有效的方法,为什么在森林里安装避雷针来防止雷击起火就不行呢?

虽然在森林安装避雷针的数量可能很大,但是,因为是山高谷深,在经过测量计算的每个高处(不仅是山顶)都安装避雷针,每根避雷针可以保护从顶处以45度向四周往下的较大范围,那么就可以用少量的避雷针去保护大面积的森林,从而避免发生雷击火灾。

由于森林火灾往往使受灾地区或国家损失非常巨大,往往还不仅仅是经济上的损失,还会使政府形象和国家政治、社会影响、人民生命财产、珍稀动植物保护、环境保护等方面遭到严重的损害(如前面所述的山火灾难例子)。所以如果安装避雷针能预防森林雷击火,对比得失,实在是十分划算的事情,是一个能做到少花钱多办事,以最低成本获取最大的性价比值的方法。

不过,对于比较平坦的森林则不大适宜安装避雷针。因为在这样的森林每一支避雷针的保护范围太小,成本太高;而失火后消防车、消防员较易进去扑火;用飞机或人工降雨效果也较高山的好。

当然,对于那些山太高的森林也不一定适合,如海拔四、五千米以上的昆仑山脉、青藏高原,它们的山峰终日白雪皑皑,雷雨云都缠绕在它们的腰间,很多雷电也发生在其山腰山脚,如果在这些山顶安装避雷针就没有什么意义了。

所以,用安装避雷针预防森林火灾的办法不是所有森林都适用,只可能是其中一些适合。因此本文提出的是:建议在山高谷深的森林安装避雷针预防雷击火灾,但不提倡千篇一律都采用这个方法。不过,我们不应该因为某些森林不适宜就放弃安装避雷针预防森林雷击火灾的尝试,而应该通过选择较适宜的森林来试点,不断总结经验教训,逐步推广应用。

具体的操作方法:

一、在那些较适宜的森林,如普遍海拔约在三千米以下(这样高度的森林在我国、在全球的数量其实都比较多)的陡峭山峰,经过测量计算的每个高处(不仅是山顶)都安装避雷针,就可以把雷电的大电流引到大地中去。由于避雷针保护的是45度伞状内范围,因此在这个伞状保护范围的边缘就要物色另外的安装避雷针大树对象,须再安装另外的避雷针,尽量不漏保护死角。

二、在每个高处选择长得最高大,结实的一棵树木作为避雷针安装依靠后,必须斩修好树尖使其适应防雷火;此树半径15至20米范围内的树草必须清除,以防其万一被雷劈起火而引燃树林。如有比该树位置更高,但不适合作避雷针依靠的树木,须全部斩掉或锯低。使该树成为该区域最高的物体。避雷针应高出树顶约一米。引线要求能比较耐高温,外面要套上较厚较能阻热的瓷瓦筒,以防炽热的雷火经过引线传导地下时引燃树干。

由于树高枝密叶茂,一般的避雷金属线材可能从直升机难以垂下,所以可用能弯曲伸展的较轻便导电性好的金属缆索(放直升机内也方便)作引线,引线每隔一段距离就带一个方便打钉或捆线以固定的小圈环。

三、如果山崖顶没有适合做避雷针依靠的大树,则可安放金属三脚支架式的铁塔避雷针,固定在崖顶。

总之,除了无法或无必要安装避雷针的光秃岩石外,只能是安装了避雷针的树木或三脚架式铁塔为某一区域最高的物体。

四、因为这可谓一项惠及子孙后代。一劳永逸、百年树“林”的基本建设工程。所以,应该采用较好的材料。如果避雷针的金属质量好,可用几十年,甚至更久时间(城市高层建筑中的避雷针很多都可使用几十年,甚至百年以上)。

五、标好森林避雷针安装详图,以利今后专业人员定期巡视、检查、测试、修整、迁移(可根据当地树木生长的实情,确定多少时间,如3年或5年巡视、检测、修整、改善一次)。

六、可能遇到的困难:1、材料和人都难到达的目的地或目标树,往往只能用直升机运去;2、陡峭山峰多是石山,可能很难深埋钢枝金属板;3、在人迹尚可到达的森林,材料太好太值钱要预防被偷,因平时无人也无法监管。

对于刚刚被火烧了600万公顷山林的澳大利亚和83万公顷原始森林的巴西,在光秃秃的山顶上安装避雷针可能会更加方便容易一些,也可能会更容易得到惨遭山火肆虐、恐吓的人们和政府的支持,安装避雷针来避免森林火灾的价值也似乎更大一些。

当然,安装避雷针来避雷也不是万能的绝对安全的,据传,曾有过安装了避雷针的建筑物被雷劈的报道。但这可能只是万中一失的极个别案例而已。中国科学院大气物理研究所研究员、雷电专家郄秀书就曾指出:“安装避雷针不能百分百保护建筑物,雷电绕过避雷针而打到建筑物上的绕击现象还是会发生的。”同样,安装避雷针不能百分百保护森林,却一定可以大大减少雷击引起的森林火灾的发生。所以,在合适的森林安装避雷针的设想实在值得研究和尝试,希望这个建议能得到政府及有关部门的重视与支持。

 

(作者黄思源:男,67岁,退休前是广东省肇庆市老年大学常务副校长,高级职称。黄薇薇:女,37岁,澳大利亚悉尼电力工程师) 

 


作者联系方式:

Weiwei Huang  (黄薇薇)

4A Patricia St, Rydalmere , NSW 2116

手机:0061415 776 088

邮箱: [email protected]

微信:s541738328 (昵称:黄思源)

QQ:541738328

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